WO2002045312A2 - Method and device for transmitting data via optical waveguides - Google Patents

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WO2002045312A2
WO2002045312A2 PCT/DE2001/004289 DE0104289W WO0245312A2 WO 2002045312 A2 WO2002045312 A2 WO 2002045312A2 DE 0104289 W DE0104289 W DE 0104289W WO 0245312 A2 WO0245312 A2 WO 0245312A2
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Alexander Mircescu
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00Optical multiplex systems
    • H04J14/005Optical Code Multiplex
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems
    • H04J13/0077Multicode, e.g. multiple codes assigned to one user
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00Optical multiplex systems
    • H04J14/005Optical Code Multiplex
    • H04J14/007Orthogonal Optical Code Multiplex

Definitions

  • the present invention relates to a method for data transmission via optical fibers, an optical transmission device for transmitting data via optical fibers and an optical receiving device for receiving data via optical fibers.
  • Optical fibers are particularly well suited for the transmission of large amounts of data with a high data transmission rate over long distances.
  • the possible data transmission rate depends on the transmission bandwidth of the transmission medium (optical fiber).
  • the usable wavelength range for optical data transmission via fiber is between 1.3 and 1.6 ⁇ of the optical carrier. This area results in a theoretical transmission bandwidth of 50 THz. So far, however, it has not been technically possible to fully utilize this theoretical range.
  • the data is transmitted using the so-called time division multiplex method (TDMA, Time Division Multiple Access).
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • the time axis is continuously divided into sections (so-called frames) with a certain time duration T, the so-called frame duration.
  • Each of these frames consists of a certain number of time slots (ti ... t n) , each frame having the same number of time slots and the time slots being arranged without overlap.
  • the time slots in a frame are used from 1 to n meriert; the same time slots in the successive frames form a channel for data transmission.
  • the second transmission method for data transmission via optical fibers is the so-called frequency division multiplexing (FDMA, Frequency Division Multiple Access), also referred to as wavelength division multiplexing (WDM, Wavelength Division Multiplex) in optical communications technology.
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • WDM Wavelength Division Multiplex
  • each channel occupies a certain narrow frequency band in an available frequency range.
  • the individual channels for data transmission are transmitted through different carrier frequencies in different frequency ranges. In optical communication, this means that different channels are transmitted with different wavelengths of light.
  • frequency or frequency division multiplex and “wavelength or wavelength division multiplex” can be used in an equivalent manner since the frequency and the wavelength are inversely proportional to one another.
  • the wavelength of the light with which the data is transmitted is usually specified.
  • the frequency is more suitable for displaying a (frequency) spectrum or its broadening and transmission bandwidth.
  • Wavelength division multiplex uses very fine-tunable laser diodes for transmission and corresponding photodiodes for Receiving the respective signals of the specific wavelength needed.
  • the data or data packets to be transmitted have to be reduced in time in order to increase the spectral utilization of the transmission bandwidth, so that with increasing spectral utilization, higher time requirements are placed on the signal-evaluating components, since the duration of the time slots cannot be made arbitrarily short.
  • the spectral utilization could also be increased in mobile, radio communication; this was implemented in the GSM system (Global System for Mobile Telecommunica- tion) of the mobile phones.
  • GSM Global System for Mobile Telecommunica- tion
  • the object of the present invention is therefore to provide a method and a device with which the spectral efficiency of the data transmission, ie the utilization to further improve the available transmission bandwidth of the optical waveguide.
  • This object is achieved by a method for transmitting data via optical fibers according to the appended claim 1. Furthermore, this object is achieved by an optical transmission and reception device and by an optical multi- and demultiplexer according to the appended claims 5, 8, 9 and 12.
  • a method for the transmission of data via optical fibers, which consists of a combination of time division multiplexing (TDMA) and code division multiplexing (CDMA) and is transmitted with a certain wavelength of light via an optical fiber.
  • TDMA time division multiplexing
  • CDMA code division multiplexing
  • the present invention provides an optical transmission device for transmitting data over optical fibers, the data in time and code division multiplexing over one
  • Optical fiber shipped In this case, the data from a number of channels for data transmission are converted into code functions by means of the code multiplex method by linking with a code for one channel in each case. In each case several of these code functions are inserted into a time slot by means of the time multiplex method, wherein several time slots result in a frame with a certain duration. These frames are now transmitted by an optical transmitter (e.g. laser diode) with a certain wavelength via an optical waveguide. That way, in everyone
  • Time slot to transmit data from multiple channels in the form of code functions
  • the present invention provides an optical multiplexer for data transmission via optical fibers.
  • This optical multiplexer consists of several of the described optical transmission devices, the optical transmitters each differentiate in the wavelength in which they emit the light. In this way, several frames can be transmitted simultaneously via one optical fiber using the frequency (or wavelength) multiplex method. Feeding several modulated carriers into a common one
  • Optical waveguide is made by an optical wavelength division multiplexer.
  • the combination of frequency, time and code division multiplex methods results in a three-dimensional medium access method for data transmission via an optical fiber.
  • the data is received in exactly the reverse order by an optical receiving device or an optical demultiplexer with the corresponding devices.
  • the advantage of the combination of the various multiplexing methods according to the invention is that a much better spectral efficiency of the glass fiber can be achieved with the available technical components than in the prior art, i.e. that the utilization of the theoretical transmission bandwidth of 50 THz on glass fibers for data transmission can be better exploited.
  • the present invention can be implemented relatively easily in existing systems since, compared to the prior art, the transmitting and receiving devices only have to be expanded by the code multiplexing and code demultiplexing devices. None changes in the optical components (e.g. laser transmitters, photodiodes, optical fibers).
  • the number of code functions that are transmitted per time slot depends on the number of channels for data transmission and the number of time slots per frame. With a number of * n channels for data transmission with the same distribution of the code functions, this results in a number of m code functions per time slot.
  • the individual time slots can each also transmit a different number of code functions.
  • the sum of the code functions that are transmitted per frame must then total m * n in order to be able to transmit the data of all channels.
  • the total number of k * m * n channels whose data can be transmitted over an optical fiber is obtained with a uniform distribution of the code functions over the time slots, which is an increase compared to the prior art means by a factor m.
  • Fig. 4 is a schematic representation of the optical data transmission system according to the invention.
  • each signal ie each carrier fi ... f k , occupies a narrow frequency band in the frequency space which is available overall for data transmission (transmission bandwidth ⁇ f).
  • the respective spectra (Gaussian signals), which result from the modulation of the respective carriers fi ... f with the data to be transmitted and which can be obtained by a Fourier transformation of the time function, are arranged in this frequency space without overlap, and each have a transmission bandwidth of ⁇ fi ... ⁇ fk
  • the receiver has optical receivers (photodiodes), which can each filter the corresponding frequency, or an optical demultiplexer, which assigns the individual frequencies fi ... f k to the corresponding receiver circuits in order to recover the transmitted data.
  • Fig. 2 shows the representation of the spectrum of a data transmission in time or code division multiplexing.
  • time-division multiplexing a carrier with a single frequency fi is used, in which the data of the individual transmission channels are transmitted successively in overlap-free time slots ti ... t n .
  • These time slots ti ... t n are arranged in a so-called frame, the duration of which results from the number of time slots and the respective duration of the individual time slots. After transferring the time slots ti ... tn starts transmission of time slots ti ... t n again.
  • the spectrum fi is broadened, which is determined by a Fourier transformation of time-limited signals, i.e. of the data to be transferred can be determined. Specifically, this means that, just like with frequency division multiplexing, an increase in the data rate of the data to be transmitted or the bandwidth of a signal to be transmitted results in a broadening of the spectrum.
  • time-division multiplex method it is also theoretically conceivable to achieve full utilization of the available bandwidth ⁇ f.
  • the duration of the time slots must be reduced, since a certain frame duration may not be exceeded for data or voice transmission in order to transmit the data or voice without errors or distortion.
  • This requirement entails a high requirement for the signal processing and evaluating components. For this reason, the full utilization of the available transmission bandwidth has not been possible until now using the time-division multiplex method for data transmission via optical fibers.
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • This multiplex method is a transmission method in which several channels are transmitted at the same time with the same carrier frequency.
  • the (digital) data contained in the individual transmission channels are each linked to a different digital code, which has a significantly higher clock rate than the data to be transmitted.
  • the recipient is through the
  • Knowledge of the respective code for the corresponding channel for data transmission is able to decode the data of the corresponding channel and thus to obtain the corresponding information.
  • the time and frequency (or wavelength) multiplexing methods are combined to form a two-dimensional access method.
  • the combination of these two access methods is also known from radio technology.
  • TDMA time division multiplex method
  • the data from k * n transmission channels can be transmitted.
  • the known two-dimensional access method ie the combination of time and frequency division multiplex methods
  • the code division multiplex method is used for data transmission in optical fibers.
  • the data of several transmission channels are transmitted on each carrier frequency fi ... fk n every time slot t x ... t n .
  • the data of the transmission channels, which are each transmitted in a time slot, are in turn each linked with their own code to form a code function Ci ... C m in accordance with the code division multiplex method.
  • the resulting frequency spectrum is shown in Fig. 3c.
  • the codes used are based, for example, on so-called Walsh functions, which are periodic, assume the values +1 and -1 and form an orthonormal system. With the help of the Walsh functions and pseudo-random functions, codes can be generated that are orthogonal to each other and can thus be clearly determined by forming the correlation.
  • a total of k * n * m channels (signals) can be transmitted at k transmission frequencies (or k wavelengths of light) with n timeslots per transmission frequency and m code functions per timeslot (see FIG. 3c).
  • FDMA-TDMA-CDMA three-dimensional medium access method
  • FIG. 4 schematically shows an example of an optical data transmission system in which the data transmission takes place by means of the method according to the invention.
  • each optical transmission device each consisting of a code ultiplex device lli ... ll k , a time-division multiplex device 12 ⁇ ... 12 k and an optical transmitter 13 ⁇ ... 13k (eg laser diode) processes the data from a number of n * m channels for data transmission; the same applies to each optical receiving device, each consisting of an optical receiver 23 ⁇ ... 23 (eg photodiode), a time demultiplexing device 22 ⁇ ... 22 k and a code multiplexing device 21 ⁇ ... 21 k .
  • optical multiplexer 1 In each case several of the optical transmission devices together with an optical wavelength multiplexer 14 result in the optical multiplexer 1.
  • optical demultiplexer 2 which consists of several optical receiving devices and an optical wavelength demultiplexer 24.

Abstract

The invention relates to a method for transmitting data via optical waveguides that is characterized by combining the methods frequency (or wavelength) division multiplexing, multiplexing, time division multiplexing and code division multiplexing for transmitting data. The invention further relates to an optical transmitter, an optical receiver, an optical multiplexer (1) and an optical demultiplexer (2) for carrying out said method.

Description

Beschreibung description
Verfahren und Vorrichtung zur Datenübertragung über LichtwellenleiterMethod and device for data transmission via optical fibers
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung über Lichtwellenleiter, eine optische Sendevorrichtung zum Versenden von Daten über Lichtwellenleiter und eine optische Empfangsvorrichtung zum Empfangen von Daten über Lichtwellenleiter.The present invention relates to a method for data transmission via optical fibers, an optical transmission device for transmitting data via optical fibers and an optical receiving device for receiving data via optical fibers.
Lichtwellenleiter (Glasfasern) eignen sich besonders gut für die Übertragung von großen Datenmengen mit einer hohen Datenübertragungsrate über große Entfernungen. Die mögliche Daten- Übertragungsrate ist dabei von der Übertragungsbandbreite des Übertragungsmediums (Lichtwellenleiter) abhängig. Der nutzbare Wellenlängenbereich für optische Datenübertragung über Glasfaser liegt zwischen 1,3 bis 1,6 μ des optischen Trägers . Aus diesem Bereich ergibt sich eine theoretische Über- tragungsbandbreite von 50 THz. Bisher ist es jedoch technisch nicht möglich, diese theoretische Bandbreite vollständig auszunutzen.Optical fibers (glass fibers) are particularly well suited for the transmission of large amounts of data with a high data transmission rate over long distances. The possible data transmission rate depends on the transmission bandwidth of the transmission medium (optical fiber). The usable wavelength range for optical data transmission via fiber is between 1.3 and 1.6 μ of the optical carrier. This area results in a theoretical transmission bandwidth of 50 THz. So far, however, it has not been technically possible to fully utilize this theoretical range.
Zur Ausnutzung der Übertragungsbandbreite von Lichtwellen- leitern stehen beim Stand der Technik zwei Übertragungsverfahren zur Verfügung:In the prior art, two transmission methods are available for utilizing the transmission bandwidth of optical fibers:
Zum einen erfolgt die Datenübertragung im sogenannten Zeit- multiplexverfahren (TDMA, Time Division Multiple Access) . Da- bei wird die Zeitachse fortlaufend in Abschnitte (sog. Rahmen) mit einer bestimmten Zeitdauer T, die sogenannte Rahmendauer, unterteilt. Jeder dieser Rahmen besteht aus einer bestimmten Anzahl von Zeitschlitzen (Timeslots) ti ... tn, wobei jeder Rahmen die gleiche Anzahl von Zeitschlitzen auf- weist und die Zeitschlitze überlappungsfrei angeordnet sind. Die Zeitschlitze in einem Rahmen werden von 1 bis n durchnu- meriert; dieselben Zeitschlitze in den aufeinanderfolgenden Rahmen bilden dabei einen Kanal zur Datenübertragung.On the one hand, the data is transmitted using the so-called time division multiplex method (TDMA, Time Division Multiple Access). The time axis is continuously divided into sections (so-called frames) with a certain time duration T, the so-called frame duration. Each of these frames consists of a certain number of time slots (ti ... t n) , each frame having the same number of time slots and the time slots being arranged without overlap. The time slots in a frame are used from 1 to n meriert; the same time slots in the successive frames form a channel for data transmission.
Das zweite Übertragungsverfahren zur Datenübertragung über Lichtwellenleiter stellt das sogenannte Frequenzmultiplexverfahren (FDMA, Frequency Division Multiple Access) , in der optischen Nachrichtentechnik auch als Wellenlängenmultiplex (WDM, Wavelength Division Multiplex) bezeichnet, dar.The second transmission method for data transmission via optical fibers is the so-called frequency division multiplexing (FDMA, Frequency Division Multiple Access), also referred to as wavelength division multiplexing (WDM, Wavelength Division Multiplex) in optical communications technology.
Beim Frequenzmultiplexverfahren belegt jeder Kanal ein bestimmtes schmales Frequenzband in einem verfügbaren Frequenzraum. Dabei werden die einzelnen Kanäle zur Datenübertragung durch verschiedene Trägerfrequenzen in unterschiedlichen Frequenzbereichen übertragen. In der optischen Nachrichtenüber- tragung bedeutet das, daß verschiedene Kanäle mit unterschiedlichen Wellenlängen des Lichts übertragen werden.With frequency division multiplexing, each channel occupies a certain narrow frequency band in an available frequency range. The individual channels for data transmission are transmitted through different carrier frequencies in different frequency ranges. In optical communication, this means that different channels are transmitted with different wavelengths of light.
Die Begriffe "Frequenz bzw. Frequenzmultiplex" und "Wellenlänge bzw. Wellenlängenmultiplex" können äquivalent benutzt werden, da die Frequenz und die Wellenlänge umgekehrt proportional zueinander sind. In der optischen Übertragungstechnik wird in der Regel die Wellenlänge des Lichtes, mit der die Daten übertragen werden, angegeben. Jedoch eignet sich zur Darstellung eines (Frequenz-) Spektrums bzw. dessen Verbrei- terung und Übertragungsbandbreite die Frequenz besser.The terms “frequency or frequency division multiplex” and “wavelength or wavelength division multiplex” can be used in an equivalent manner since the frequency and the wavelength are inversely proportional to one another. In optical transmission technology, the wavelength of the light with which the data is transmitted is usually specified. However, the frequency is more suitable for displaying a (frequency) spectrum or its broadening and transmission bandwidth.
Theoretisch ist es möglich, durch ein eindimensionales Zugriffsverfahren, d.h. durch die Verwendung von nur einem Multiplexverfahren zur Datenübertragung über einen Lichtwel- lenleiter, die gesamte theoretische Übertragungsbandbreite von 50 THz auszunutzen. Jedoch stellt diese Ausnutzung hohe Anforderungen an die technische Realisierung der verwendeten Bauteile:In theory, it is possible to use a one-dimensional access procedure, i.e. by using only one multiplex method for data transmission over an optical fiber, the entire theoretical transmission bandwidth of 50 THz can be used. However, this exploitation places high demands on the technical implementation of the components used:
Beim Wellenlängenmultiplex werden sehr feinstufig durchstimm- bare Laserdioden zum Senden und entsprechende Photodioden zum Empfangen der jeweiligen Signale der bestimmten Wellenlänge benötigt.Wavelength division multiplex uses very fine-tunable laser diodes for transmission and corresponding photodiodes for Receiving the respective signals of the specific wavelength needed.
Beim Zeitmultiplexverfahren müssen zur Erhöhung der spektra- len Ausnutzung der Übertragungsbandbreite die zu übertragenden Daten bzw. Datenpakete zeitlich reduziert werden, so dass mit steigender spektraler Ausnutzung höhere Zeitanforderungen an die signalauswertenden Bauteile gestellt werden, da die Dauer der Zeitschlitze nicht beliebig kurz gemacht werden kann.In time-division multiplexing, the data or data packets to be transmitted have to be reduced in time in order to increase the spectral utilization of the transmission bandwidth, so that with increasing spectral utilization, higher time requirements are placed on the signal-evaluating components, since the duration of the time slots cannot be made arbitrarily short.
Durch diese Grenzen der technischen Realisierung ist es bisher nicht möglich, die komplette Übertragungsbandbreite von Lichtwellenleitern voll auszunutzen.Due to these limits of technical implementation, it has not been possible to fully utilize the entire transmission bandwidth of optical fibers.
Um die zur Verfügung stehende Übertragungsbandbreite besser ausnutzen zu können, werden beim Stand der Technik die beiden beschriebenen Multiplexverfahren miteinander kombiniert.In order to be able to make better use of the available transmission bandwidth, the two multiplex methods described are combined with one another in the prior art.
In der optischen Nachrichtentechnik erfolgte die Datenübertragung lange Zeit im Zeitmultiplexverfahren und wird derzeit um das Wellenlängenmultiplexverfahren ergänzt. Konkret bedeutet das, daß auf verschiedenen Wellenlängen jeweils mehrere Kanäle zur Datenübertragung im Zeitmultiplexverfahren über einen gemeinsamen Lichtwellenleiter übertragen werden. Die spektrale Effizienz, d.h. die Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Übertragungsbandbreite, wird dadurch zwar verbessert, jedoch noch nicht vollständig erreicht.In optical communications technology, data transmission was carried out for a long time using the time division multiplex method and is currently being supplemented by the wavelength division multiplex method. Specifically, this means that several channels for data transmission in time-division multiplexing are transmitted over a common optical fiber at different wavelengths. The spectral efficiency, i.e. the utilization of the available transmission bandwidth is improved as a result, but not yet fully achieved.
Mit dem gleichen Verfahren konnte auch in der mobilen, funktechnischen Kommunikation die spektrale Ausnutzung erhöht werden; dies wurde im GSM-System (Global System for Mobile Telecommunikation) der mobilen Telefone realisiert.With the same procedure, the spectral utilization could also be increased in mobile, radio communication; this was implemented in the GSM system (Global System for Mobile Telecommunica- tion) of the mobile phones.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen die spektrale Effizienz der Datenübertragung, d.h. die Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Übertragungsbandbreite des Licht- Wellenleiters, weiter zu verbessern.The object of the present invention is therefore to provide a method and a device with which the spectral efficiency of the data transmission, ie the utilization to further improve the available transmission bandwidth of the optical waveguide.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Übertragen von Daten über Lichtwellenleiter gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Weiterhin wird diese Aufgabe durch jeweils eine optische Sende- und Empfangsvorrichtung und durch jeweils einen optischen Multi- und Demultiplexer gemäß den beigefügten Ansprüchen 5, 8, 9 und 12 gelöst.This object is achieved by a method for transmitting data via optical fibers according to the appended claim 1. Furthermore, this object is achieved by an optical transmission and reception device and by an optical multi- and demultiplexer according to the appended claims 5, 8, 9 and 12.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Übertragung von Daten über Lichtwellenleiter ein Verfahren angewendet, das aus einer Kombination von Zeitmultiplexverfahren (TDMA) und Codemultiplexverfahren (CDMA) besteht und mit einer bestimmten Wellenlänge des Lichts über einen Lichtwellenleiter übertragen wird.According to the present invention, a method is used for the transmission of data via optical fibers, which consists of a combination of time division multiplexing (TDMA) and code division multiplexing (CDMA) and is transmitted with a certain wavelength of light via an optical fiber.
Die vorliegende Erfindung stellt eine optische Sendevorrichtung zum Versenden von Daten über Lichtwellenleiter bereit, die Daten im Zeit- und Codemultiplexverfahren über einenThe present invention provides an optical transmission device for transmitting data over optical fibers, the data in time and code division multiplexing over one
Lichtwellenleiter versendet. Dabei werden die Daten aus einer Anzahl von Kanälen zur Datenübertragung mittels des Code- multiplexverfahrens durch Verknüpfung mit jeweils einem Code für einen Kanal in Codefunktionen umgewandelt. Jeweils mehre- re dieser Codefunktionen werden mittels des Zeitmulti- plexverfahrens in einen Zeitschlitz eingefügt, wobei mehrere Zeitschlitze einen Rahmen mit einer bestimmten Dauer ergeben. Diese Rahmen werden nun von einem optischen Sender (z.B. Laserdiode) mit einer bestimmten Wellenlänge über einen Licht- Wellenleiter übertragen. Auf diese Weise werden in jedemOptical fiber shipped. In this case, the data from a number of channels for data transmission are converted into code functions by means of the code multiplex method by linking with a code for one channel in each case. In each case several of these code functions are inserted into a time slot by means of the time multiplex method, wherein several time slots result in a frame with a certain duration. These frames are now transmitted by an optical transmitter (e.g. laser diode) with a certain wavelength via an optical waveguide. That way, in everyone
Zeitschlitz die Daten von mehreren Kanälen in Form von Codefunktionen übertragen.Time slot to transmit data from multiple channels in the form of code functions.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung einen optischen Multiplexer zur Datenübertragung über Lichtwellenleiter bereit. Dieser optische Multiplexer besteht aus mehreren der beschriebenen optischen Sendevorrichtungen, wobei sich die optischen Sender jeweils in der Wellenlänge, in der sie das Licht abstrahlen, unterscheiden. So können mehrere Rahmen gleichzeitig über einen Lichtwellenleiter im Frequenz- (bzw. Wellenlängen-) Multiplexverfahren übertragen werden. Die Ein- speisung mehrerer modulierter Träger in einen gemeinsamenFurthermore, the present invention provides an optical multiplexer for data transmission via optical fibers. This optical multiplexer consists of several of the described optical transmission devices, the optical transmitters each differentiate in the wavelength in which they emit the light. In this way, several frames can be transmitted simultaneously via one optical fiber using the frequency (or wavelength) multiplex method. Feeding several modulated carriers into a common one
Lichtwellenleiter erfolgt dabei durch einen optischen Wellen- längenmultiplexer.Optical waveguide is made by an optical wavelength division multiplexer.
Durch die Kombination von Frequenz-, Zeit- und Codemultiplex- verfahren ergibt sich somit ein dreidimensionales Mediumzugriffsverfahren zur Datenübertragung über eine Glasfaser.The combination of frequency, time and code division multiplex methods results in a three-dimensional medium access method for data transmission via an optical fiber.
Der Empfang der Daten erfolgt genau in der umgekehrten Reihenfolge durch eine optische Empfangsvorrichtung bzw. einen optischen Demultiplexer mit den entsprechenden Vorrichtungen.The data is received in exactly the reverse order by an optical receiving device or an optical demultiplexer with the corresponding devices.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Kombination der verschiedenen Multiplexverfahren besteht darin, dass mit den verfügbaren technischen Komponenten eine wesentlich bessere spekt- rale Effizienz der Glasfaser als beim Stand der Technik erzielt werden kann, d.h. dass die Ausnutzung der theoretischen Übertragungsbandbreite von 50 THz auf Glasfasern zur Datenübertragung besser ausgenutzt werden kann.The advantage of the combination of the various multiplexing methods according to the invention is that a much better spectral efficiency of the glass fiber can be achieved with the available technical components than in the prior art, i.e. that the utilization of the theoretical transmission bandwidth of 50 THz on glass fibers for data transmission can be better exploited.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung relativ leicht in bestehende Systeme implementierbar, da die Sende- bzw. Empfangsvorrichtungen gegenüber dem Stand der Technik lediglich um die Codemultiplex- bzw. Codedemultiplexvorrichtungen erweitert werden müssen. An den optischen Bauelementen (z.B. Lasersender, Photodioden, Lichtwellenleiter) ändert sich nichts .Furthermore, the present invention can be implemented relatively easily in existing systems since, compared to the prior art, the transmitting and receiving devices only have to be expanded by the code multiplexing and code demultiplexing devices. Nothing changes in the optical components (e.g. laser transmitters, photodiodes, optical fibers).
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen wiedergegeben.Advantageous embodiments of the present invention are given in the respective subclaims.
Die Anzahl der Codefunktionen, die pro Zeitschlitz übertragen werden, hängt von der Anzahl der Kanäle zur Datenübertragung und der Anzahl der Zeitschlitze pro Rahmen ab. So ergibt sich bei einer Anzahl von * n Kanälen zur Datenübertragung bei gleicher Verteilung der Codefunktionen eine Anzahl von m Codefunktionen pro Zeitschlitz .The number of code functions that are transmitted per time slot depends on the number of channels for data transmission and the number of time slots per frame. With a number of * n channels for data transmission with the same distribution of the code functions, this results in a number of m code functions per time slot.
Werden jedoch von den Kanälen unterschiedliche Anforderungen, beispielsweise bezüglich der Datenübertragungsrate, gestellt, so können die einzelnen Zeitschlitze jeweils auch eine unterschiedliche Anzahl von Codefunktionen übertragen. Die Summe der Codefunktionen, die pro Rahmen übertragen werden, muß dann insgesamt m * n ergeben, um die Daten aller Kanäle übertragen zu können.However, if the channels have different requirements, for example with regard to the data transmission rate, the individual time slots can each also transmit a different number of code functions. The sum of the code functions that are transmitted per frame must then total m * n in order to be able to transmit the data of all channels.
Wird das erfindungsgemäße Datenübertragungsverfahren über k Wellenlängen angewendet, so ergibt sich, bei einer gleichmäßigen Verteilung der Codefunktionen auf die Zeitschlitze, eine Gesamtzahl von k * m * n Kanälen, deren Daten über eine Glasfaser übertragen werden können, was gegenüber dem Stand der Technik eine Erhöhung um einen Faktor m bedeutet.If the data transmission method according to the invention is applied over k wavelengths, the total number of k * m * n channels whose data can be transmitted over an optical fiber is obtained with a uniform distribution of the code functions over the time slots, which is an increase compared to the prior art means by a factor m.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The present invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 das Frequenzspektrum einer Datenübertragung im Frequenzmultiplexverfahren,1 shows the frequency spectrum of a data transmission in frequency division multiplexing,
Fig. 2 das Frequenzspektrum einer Datenübertragung im Zeit- bzw. Codemultiplexverfahren,2 shows the frequency spectrum of a data transmission in time or code division multiplexing,
Fig. 3 das Frequenzspektrum bei der erfindungsgemäßen Kombination von Frequenz-, Zeit- und Codemultiplexverfahren, und3 shows the frequency spectrum in the combination of frequency, time and code division multiplexing according to the invention, and
Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen optischen Datenübertragungssystems . Wie in Fig. 1 zu sehen ist, belegt beim Frequenzmultiplex jedes Signal, d.h. jeder Träger fi ... fk, ein schmales Frequenzband in dem Frequenzraum, der insgesamt zur Datenübertragung zur Verfügung steht (Übertragungsbandbreite Δf) . Die jeweiligen Spektren (Gauss'sche Signale), die durch die Modulation der jeweiligen Träger fi ... f mit den zu übertragenden Daten entstehen und durch eine Fourier-Transfor- mation der Zeitfunktion erhalten werden können, sind in diesem Frequenzraum überlappungsfrei angeordnet, und haben je- weils eine Übertragungsbandbreite von Δfi ... Δfk Die Anzahl der Träger fi ... fk, die mittels des Frequenzmultiplexverfahrens übertragen werden können, ist durch die Übertragungsbandbreite Δf des Lichtwellenleiters (theoretisch bis zu 50 THz) sowie durch die Anzahl Gauss ' scher Signale, die mit optischen Sendern (Laserdioden) in diesem Frequenzraum erzeugt werden können, gegeben. Der Empfänger verfügt über optische Empfänger (Photodioden) , die jeweils die entsprechende Frequenz filtern können bzw. über einen optischen Demultiplexer, der die einzelnen Frequenzen fi ... fk ent- sprechenden Empfängerkreisen zuordnet, um so die gesendeten Daten wiederzugewinnen.Fig. 4 is a schematic representation of the optical data transmission system according to the invention. As can be seen in FIG. 1, in the case of frequency division multiplexing each signal, ie each carrier fi ... f k , occupies a narrow frequency band in the frequency space which is available overall for data transmission (transmission bandwidth Δf). The respective spectra (Gaussian signals), which result from the modulation of the respective carriers fi ... f with the data to be transmitted and which can be obtained by a Fourier transformation of the time function, are arranged in this frequency space without overlap, and each have a transmission bandwidth of Δfi ... Δfk The number of carriers fi ... f k that can be transmitted using frequency division multiplexing is due to the transmission bandwidth Δf of the optical fiber (theoretically up to 50 THz) and the number of Gauss 'shear signals that can be generated with optical transmitters (laser diodes) in this frequency range. The receiver has optical receivers (photodiodes), which can each filter the corresponding frequency, or an optical demultiplexer, which assigns the individual frequencies fi ... f k to the corresponding receiver circuits in order to recover the transmitted data.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist es durchaus denkbar, durch die Verwendung von zahlreichen schmalbandigen Signalen, die durch die Träger fx ... fk übertragen und durch Laserdioden erzeugt werden können, die spektrale Ausnutzung bis zur maximalen Übertragungsbandbreite Δf zu maximieren. Jedoch ist die technische Realisierung zur Ausnutzung der maximalen Übertragungsbandbreite Δf äußerst schwierig, da sehr feinstufig durchstimmbare optische Sender benötigt werden.As can be seen from FIG. 1, it is conceivable to maximize the spectral utilization up to the maximum transmission bandwidth Δf by using numerous narrow-band signals which can be transmitted by the carriers f x ... f k and generated by laser diodes , However, the technical implementation for utilizing the maximum transmission bandwidth .DELTA.f is extremely difficult since very fine-tunable optical transmitters are required.
Aus diesem Grund konnte die 50 THz Übertragungsbandbreite von Lichtwellenleitern bisher nicht vollständig ausgenutzt werden.For this reason, the 50 THz transmission bandwidth of fiber optic cables has not yet been fully exploited.
Fig. 2 zeigt die Darstellung des Spektrums einer Datenübertragung im Zeit- bzw. Codemultiplexverfahren. Beim Zeitmultiplexverfahren wird mit einem Träger einer einzigen Frequenz fi gearbeitet, in der die Daten der einzelnen Übertragungskanäle in überlappungsfreien Zeitschlitzen ti ... tn nacheinander übertragen werden. Diese Zeitschlitze ti ... tn sind in einem sogenannten Rahmen angeordnet, dessen Zeitdauer sich aus der Anzahl der Zeitschlitze und der jeweiligen Dauer der einzelnen Zeitschlitze ergibt. Nach Übertragung der Zeitschlitze ti ... tn beginnt die Übertragung der Zeitschlitze ti ... tn erneut.Fig. 2 shows the representation of the spectrum of a data transmission in time or code division multiplexing. In time-division multiplexing, a carrier with a single frequency fi is used, in which the data of the individual transmission channels are transmitted successively in overlap-free time slots ti ... t n . These time slots ti ... t n are arranged in a so-called frame, the duration of which results from the number of time slots and the respective duration of the individual time slots. After transferring the time slots ti ... tn starts transmission of time slots ti ... t n again.
Hier findet eine Spektrumsverbreiterung des Trägers fi statt, die durch eine Fourier-Transformation von zeitbegrenzten Signalen, d.h. der zu übertragenden Daten, ermittelt werden kann. Das bedeutet konkret, dass, genau wie beim Frequenz- multiplexverfahren, eine Erhöhung der Datenrate der zu übertragenen Daten bzw. der Bandbreite eines zu übertragenden Signales, eine Verbreiterung des Spektrums zur Folge hat.Here, the spectrum fi is broadened, which is determined by a Fourier transformation of time-limited signals, i.e. of the data to be transferred can be determined. Specifically, this means that, just like with frequency division multiplexing, an increase in the data rate of the data to be transmitted or the bandwidth of a signal to be transmitted results in a broadening of the spectrum.
Mit dem Zeitmultiplexverfahren ist es ebenfalls theoretisch denkbar, die komplette Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Bandbreite Δf zu erreichen. Zur Erhöhung der Übertragungsbandbreite muss jedoch die Dauer der Zeitschlitze reduziert werden, da zur Daten- bzw. Sprachübertragung eine bestimmte Rahmendauer nicht überschritten werden darf, um die Daten bzw. Sprache noch fehler- bzw. verzerrungsfrei zu übertragen. Diese Anforderung zieht eine hohe Anforderung der signalverarbeitenden und -auswertenden Komponenten nach sich. Aus diesem Grund ist bisher die komplette Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Übertragungsbandbreite nur unter Verwendung des Zeitmultiplexverfahrens zur Datenübertragung über Lichtwellenleiter nicht möglich.With the time-division multiplex method, it is also theoretically conceivable to achieve full utilization of the available bandwidth Δf. To increase the transmission bandwidth, however, the duration of the time slots must be reduced, since a certain frame duration may not be exceeded for data or voice transmission in order to transmit the data or voice without errors or distortion. This requirement entails a high requirement for the signal processing and evaluating components. For this reason, the full utilization of the available transmission bandwidth has not been possible until now using the time-division multiplex method for data transmission via optical fibers.
Ein weiteres Multiplexverfahren ist das sogenannte Codemultiplexverfahren (CDMA, Code Division Multiple Access) . Bei die- sem Multiplexverfahren handelt es sich um ein Übertragungsverfahren, bei dem mehrere Kanäle zur gleichen Zeit mit der gleichen Trägerfrequenz übertragen werden. Bei diesem Multiplexverfahren werden die in den einzelnen Ü- bertragungskanälen enthaltenen (digitalen) Daten jeweils mit einem anderen digitalen Code, der eine wesentlich höhere Taktrate als die zu übertragenden Daten hat, verknüpft. Die verwendeten Codes müssen dabei möglichst orthogonal zueinander sein, d.h., dass sich die Codes im mathematischen Sinne möglichst stark voneinander unterscheiden, so dass die Korrelation (= Zusammenhang) zwischen den verwendeten Codes mög- liehst gering (nahe 0) ist. Der Empfänger ist durch dieAnother multiplex method is the so-called code multiplex method (CDMA, Code Division Multiple Access). This multiplex method is a transmission method in which several channels are transmitted at the same time with the same carrier frequency. In this multiplex method, the (digital) data contained in the individual transmission channels are each linked to a different digital code, which has a significantly higher clock rate than the data to be transmitted. The codes used must be as orthogonal as possible to one another, ie the codes differ from one another as much as possible in the mathematical sense, so that the correlation (= relationship) between the codes used is as low as possible (close to 0). The recipient is through the
Kenntnis des jeweiligen Codes für den entsprechenden Kanal zur Datenübertragung in der Lage, die Daten des entsprechenden Kanales zu decodieren und so die entsprechende Information zu erhalten.Knowledge of the respective code for the corresponding channel for data transmission is able to decode the data of the corresponding channel and thus to obtain the corresponding information.
Wie aus Fig. 2 zu sehen ist, ist es mittels des Codemulti- plexverfahrens theoretisch ebenso möglich, allein durch dieses Verfahren die gesamte zur Verfügung stehende Übertragungsbandbreite auszunutzen, indem die Daten nur mit einer Sendefrequenz (Träger) übertragen werden. Über diese Sendefrequenz wird eine Anzahl von Codefunktionen Ci ... Cm übertragen, so dass eine Verbreiterung des FrequenzSpektrums stattfindet. Mit jeder Codefunktion Ci ... Cm werden die Daten eines Übertragunskanales übertragen. Jedoch ist in diesem Fall die technische Realisierung von so vielen orthogonalen Codes, die zur Ausnutzung der gesamten Übertragungsbandbreite Δf notwendig wären, äußerst schwierig.As can be seen from FIG. 2, it is theoretically also possible by means of the code multiplex method to utilize the entire available transmission bandwidth solely by means of this method, in that the data are transmitted only with one transmission frequency (carrier). A number of code functions Ci ... C m are transmitted via this transmission frequency, so that the frequency spectrum is broadened. The data of a transmission channel is transmitted with each code function Ci ... C m . In this case, however, the technical implementation of so many orthogonal codes that would be necessary to utilize the entire transmission bandwidth Δf is extremely difficult.
Beim Stand der Technik werden zur Erhöhung der spektralen Ef- fizienz im Lichtwellenleiter das Zeit- und das Frequenz- (bzw. Wellenlängen-) Multiplexverfahren zu einem zwei- dimensionalen Zugriffsverfahren kombiniert. Die Kombination dieser beiden Zugriffsverfahren ist auch aus der Funktechnik bekannt. Mit dieser Methode werden auf verschiedenen Träger- frequenzen fi und f2 (bzw. mit verschiedenen Wellenlängen, s. auch Fig. 3a) mehrere abgetastete Übertragungskanäle nach dem Zeitmultiplexverfahren (TDMA) gesendet; das Zeitmultiplex- verfahren wird somit auf jeder Trägerfrequenz angewendet (Fig. 3b) .In the prior art, to increase the spectral efficiency in the optical waveguide, the time and frequency (or wavelength) multiplexing methods are combined to form a two-dimensional access method. The combination of these two access methods is also known from radio technology. With this method, several sampled transmission channels are transmitted on different carrier frequencies fi and f 2 (or with different wavelengths, see also FIG. 3a) using the time division multiplex method (TDMA); the time division The method is thus used on every carrier frequency (Fig. 3b).
Bei k Trägerfrequenzen fi ... f und n Zeitschlitzen ti ... tπ pro Trägerfrequenz können insgesamt die Daten von k * n Übertragungskanälen übertragen werden.With k carrier frequencies fi ... f and n time slots ti ... t π per carrier frequency, the data from k * n transmission channels can be transmitted.
Durch diese Kombination von Zeit- und Frequenzmultiplexverfahren wird eine Verbreiterung des FrequenzSpektrums gegen- über der Verwendung von nur einem Multiplexverfahren erzielt (Fig. 3b) ; somit wird die spektrale Effizienz erhöht und die nutzbare Übertragungsbandbreite nähert sich der theoretisch verfügbaren Übertragungsbandbreite von 50 THz.This combination of time and frequency division multiplexing results in a broadening of the frequency spectrum compared to the use of only one multiplexing method (FIG. 3b); thus the spectral efficiency is increased and the usable transmission bandwidth approaches the theoretically available transmission bandwidth of 50 THz.
Diese Kombination hat sich bewährt, weil dadurch die technischen Anforderungen an die jeweiligen Komponenten für das Zeit- und Frequenzmultiplexverfahren kleiner sind als bei der Anwendung von nur einem Multiplexverfahren bei gleicher genutzter Übertragungsbandbreite. Umgekehrt heißt das, dass bei der kombinierten Nutzung der derzeit verfügbaren Komponenten für das Zeit- und Frequenzmultiplexverfahren die Summe der Vorteile genutzt und somit eine höhere spektrale Effizienz (höhere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Übertragungsbandbreite) erzielt werden kann. Die gleichen Aussagen gelten natürlich auch für die anderen möglichen Zweierkombinationen von Zeit- und Codemultiplexverfahren und Frequenz- und Codemultiplexverfahren.This combination has proven itself because it means that the technical requirements for the respective components for time and frequency division multiplexing are lower than when using only one multiplexing method with the same transmission bandwidth used. Conversely, this means that when the components currently available for time and frequency division multiplexing are used in combination, the sum of the advantages can be used and thus a higher spectral efficiency (higher utilization of the available transmission bandwidth) can be achieved. The same statements naturally also apply to the other possible two combinations of time and code division multiplex methods and frequency and code division multiplex methods.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das bekannte zwei- dimensionale Zugriffsverfahren, d.h. die Kombination von Zeit- und Frequenzmultiplexverfahren, zu einem dreidimensionalen Zugriffsverfahren erweitert. Das bedeutet, daß zusätzlich zum Zeit- und Frequenzmultiplexverfahren das Codemultiplexverfahren zur Datenübertragung in Lichtwellenleitern angewendet wird. Dabei werden auf jeder Trägerfrequenz fi ... fk n jedem Zeitschlitz tx ... tn die Daten von mehreren Übertragungskanälen übertragen. Die Daten der Übertragungskanäle, die in jeweils einem Zeitschlitz übertragen werden, werden wiederum jeweils mit einem eigenen Code zu jeweils einer Codefunktion Ci ... Cm gemäß dem Codemultiplexverfahren verknüpft. Das resultierende Frequenzspektrum ist in Fig. 3c dargestellt.According to the present invention, the known two-dimensional access method, ie the combination of time and frequency division multiplex methods, is expanded to a three-dimensional access method. This means that in addition to the time and frequency division multiplex method, the code division multiplex method is used for data transmission in optical fibers. The data of several transmission channels are transmitted on each carrier frequency fi ... fk n every time slot t x ... t n . The data of the transmission channels, which are each transmitted in a time slot, are in turn each linked with their own code to form a code function Ci ... C m in accordance with the code division multiplex method. The resulting frequency spectrum is shown in Fig. 3c.
Die verwendeten Codes basieren beispielsweise auf sogenannten Walsh-Funktionen, die periodisch sind, die Werte +1 und -1 annehmen und ein OrthonormalSystem bilden. Mit Hilfe der Walsh-Funktionen sowie pseudozufälligen Funktionen können Codes erzeugt werden, die zueinander orthogonal sind und somit eindeutig durch Bildung der Korrelation ermittelt werden kön- nen.The codes used are based, for example, on so-called Walsh functions, which are periodic, assume the values +1 and -1 and form an orthonormal system. With the help of the Walsh functions and pseudo-random functions, codes can be generated that are orthogonal to each other and can thus be clearly determined by forming the correlation.
Somit können gemäß der vorliegenden Erfindung bei k Sendefrequenzen (bzw. k Wellenlängen des Lichts) mit jeweils n Zeitschlitzen pro Sendefrequenz und m Codefunktionen pro Zeitschlitz insgesamt k * n * m Kanäle (Signale) übertragen werden (vgl. Fig. 3c).Thus, according to the present invention, a total of k * n * m channels (signals) can be transmitted at k transmission frequencies (or k wavelengths of light) with n timeslots per transmission frequency and m code functions per timeslot (see FIG. 3c).
Die erfindungsgemäße Anwendung eines dreidimensionalen Mediumzugriffsverfahrens (FDMA-TDMA-CDMA) zur Datenübertragung über Lichtwellenleiter, führt zu einer weiteren Verbreiterung des FrequenzSpektrums, das zur Datenübertragung ausgenutzt wird, wie in Fig. 3c zu sehen ist. Die spektrale Effizienz wird somit im Vergleich zum Stand der Technik weiter gesteigert.The use according to the invention of a three-dimensional medium access method (FDMA-TDMA-CDMA) for data transmission via optical fibers leads to a further broadening of the frequency spectrum which is used for data transmission, as can be seen in FIG. 3c. The spectral efficiency is thus further increased compared to the prior art.
Durch die Kombination der technisch verfügbaren Bauteile für die jeweiligen Mutliplexverfahren kann, analog zum beschriebenen zweidimensionalen Zugriffsverfahren, die Summe der Vorteile der einzelnen Multiplexverfahren genutzt werden. Fig. 4 zeigt schematisch ein Beispiel für ein optisches Datenübertragungssystem, in dem die Datenübertragung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt.By combining the technically available components for the respective multiplex processes, analogous to the two-dimensional access process described, the sum of the advantages of the individual multiplex processes can be used. 4 schematically shows an example of an optical data transmission system in which the data transmission takes place by means of the method according to the invention.
Der Einfachheit halber verarbeitet in dem gezeigten Beispiel jede optische Sendevorrichtung, jeweils bestehend aus einer Code ultiplexvorrichtung lli ... llk, einer Zeitmultiplex- vorrichtung 12χ ... 12k und einen optischen Sender 13ι ... 13k (z.B. Laserdiode) die Daten aus einer Anzahl von n * m Kanä- len zur Datenübertagung; das gleiche gilt für jede optische Empfangsvorrichtung, jeweils bestehend aus einem optischen Empfänger 23ι ... 23 (z.B. Photodiode), einer Zeitdemul- tiplexvorrichtung 22ι ... 22k und einer Codemultiplexvorrichtung 21ι ... 21k.For the sake of simplicity, in the example shown, each optical transmission device, each consisting of a code ultiplex device lli ... ll k , a time-division multiplex device 12χ ... 12 k and an optical transmitter 13ι ... 13k (eg laser diode) processes the data from a number of n * m channels for data transmission; the same applies to each optical receiving device, each consisting of an optical receiver 23ι ... 23 (eg photodiode), a time demultiplexing device 22ι ... 22 k and a code multiplexing device 21ι ... 21 k .
Jeweils mehrere der optischen Sendevorrichtungen ergeben zusammen mit einem optischen Wellenlängenmultiplexer 14 den optischen Multiplexer 1. Das gleiche gilt für den optischen Demultiplexer 2, der aus mehreren optischen Empfangsvor- richtungen und einem optischen Wellenlängendemultiplexer 24 besteht . In each case several of the optical transmission devices together with an optical wavelength multiplexer 14 result in the optical multiplexer 1. The same applies to the optical demultiplexer 2, which consists of several optical receiving devices and an optical wavelength demultiplexer 24.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Übertragen von Daten über Lichtwellenleiter (LWL) , wobei aus Daten, die in einer Vielzahl von Kanälen zur Datenübertragung übertragen werden, Codefunktionen mittels des Code- multiplexverfahrens erzeugt werden,1. Method for transmitting data via optical fibers (LWL), code functions being generated from data which are transmitted in a multiplicity of channels for data transmission by means of the code multiplex method,
Zeitschlitze ti ... tn mittels des Zeitmultiplexverfahrens erzeugt und die erzeugten Codefunktionen in die Zeitschlitze eingefügt werden, wobei n Zeitschlitze jeweils einen Rahmen bilden, und die Rahmen mit einer bestimmten Wellenlänge über einen Lichtwellenleiter (LWL) übertragen werden.Time slots ti ... t n are generated using the time division multiplex method and the code functions generated are inserted into the time slots, n time slots each forming a frame and the frames having a specific wavelength being transmitted via an optical waveguide (LWL).
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kanäle n*m beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the number of channels is n * m.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Zeitschlitz ti ... tn jeweils m Codefunktionen Ci ... Cm übertragen werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that m code functions Ci ... C m are transmitted in each time slot ti ... t n .
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rahmen gleichzeitig mit k verschiedenen Wellenlängen über einen gemeinsamen Lichtwellenleiter (LWL) im Wel- lenlängenmultiplexverfahren übertragen werden.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a plurality of frames are transmitted simultaneously with k different wavelengths via a common optical waveguide (LWL) in the wavelength division multiplex method.
5. Optische Sendevorrichtung zum Versenden von Daten über Lichtwellenleiter (LWL) , mit einer Codemultiplexeinrichtung (lli) , die aus Daten, die über eine Vielzahl von Kanälen zur Datenübertragung übertragen werden, Codefunktionen mittels des Codemultiplexverfahrens erzeugt, einer Zeitmultiplexeinrichtung (12χ) , die Zeitschlitze mittels des Zeitmultiplexverfahrens erzeugt und die erzeugten Codefunktionen in die Zeitschlitze einfügt, wobei n Zeitschlitze ti ... tn einen Rahmen bilden, und einem optischen Sender (13ι) , der die Rahmen mit einer bestimmten Wellenlänge über einen Lichtwellenleiter (LWL) versendet .5. Optical transmission device for sending data over optical fibers (LWL), with a code division multiplexing device (lli), which generates data functions from the data that are transmitted via a multiplicity of channels for data transmission, code functions by means of the code division multiplexing method, a time division multiplexing device (12χ), the time slots generated by means of time division multiplexing and the generated Inserts code functions into the time slots, where n time slots ti ... t n form a frame, and an optical transmitter (13ι) which sends the frames with a certain wavelength via an optical fiber (LWL).
6. Optische Sendevorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kanäle n*m beträgt.6. Optical transmission device according to claim 5, characterized in that the number of channels is n * m.
7. Optische Sendevorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitmultiplexeinrichtung (12ι) in jeden Zeitschlitz ti ... tn jeweils m Codefunktionen Ci ... Cm einfügt.7. Optical transmission device according to claim 5 or 6, characterized in that the time-division multiplexing device (12ι) inserts m code functions Ci ... C m into each time slot ti ... t n .
8. Optischer Multiplexer (1) zum Versenden von Daten über8. Optical multiplexer (1) for sending data over
Lichtwellenleiter (LWL) , gekennzeichnet durch eine Anzahl k optischer Sendevorrichtungen gemäß Anspruch 5, 6 oder 7, wobei sich die optischen Sender (13ι...l3k) jeweils in der Wellenlänge, mit der sie die Rahmen versenden, unterscheiden, und einen optischen Wellenlängenmultiplexer (14) zum Zusammenfügen und gleichzeitigen Versenden der Rahmen der k optischen Sender (13ι...l3k) über einen gemeinsamen Lichtwellenleiter (LWL) , so dass die jeweiligen Rahmen im Wellenlängenmultip- lexverfahren über den Lichtwellenleiter (LWL) übertragen werden.Optical waveguide (LWL), characterized by a number k optical transmission devices according to claim 5, 6 or 7, wherein the optical transmitter (13ι ... l3 k ) each differ in the wavelength with which they send the frame, and an optical Wavelength multiplexer (14) for joining and simultaneously sending the frames of the k optical transmitters (13ι ... l3 k ) over a common optical fiber (LWL), so that the respective frames are transmitted in the wavelength multiplex method over the optical fiber (LWL).
9. Optische Empfangsvorrichtung zum Empfangen von Daten über Lichtwellenleiter (LWL) , mit einem optischen Empfänger (23ι) , der Rahmen, die mit einer bestimmten Wellenlänge über einen Lichtwellenleiter (LWL) im Zeitmultiplexverfahren übertragen werden, empfängt, wobei ein Rahmen aus n Zeitschlitzen ti ... tn besteht, jeder Zeitschlitz Codefunktionen im Codemultiplexverfahren und jede Co- defunktion die Daten eines Kanales zur Datenübertragung enthält, einer Zeitdemultiplexeinrichtung (22ι) , die aus jedem Zeitschlitz tι...tn die darin enthaltenen Codefunktionen aus- liest, und einer Codedemultiplexeinrichtung (21χ) , die aus den ausgelesenen Codefunktionen die Daten in den ursprünglichen Kanälen zur Datenübertragung wieder herstellt.9. Optical receiving device for receiving data via optical waveguides (LWL), with an optical receiver (23ι), the frames that are transmitted at a certain wavelength via an optical waveguide (LWL) in time-division multiplexing, a frame consisting of n time slots ti ... t n exists, each time slot code functions in code division multiplexing and each co- defunction contains the data of a channel for data transmission, a time demultiplexing device (22ι), which reads out the code functions contained therein from each time slot tι ... t n , and a code demultiplexing device (21χ), which reads the data from the read code functions in the original Restores channels for data transmission.
10. Optische EmpfangsVorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kanäle n*m beträgt.10. Optical receiving device according to claim 9, characterized in that the number of channels is n * m.
11. Optische EmpfangsVorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdemultiplexeinrichtung (22ι) aus jedem Zeitschlitz ti ... tn jeweils m Codefunktionen Ci ... Cm ausliest.11. Optical receiving device according to claim 9 or 10, characterized in that the time demultiplexing device (22ι) reads m code functions Ci ... C m from each time slot ti ... t n .
12. Optischer Demultiplexer (2) zum Empfangen von Daten über Lichtwellenleiter (LWL) , gekennzeichnet durch einen optischen Wellenlängendemultiplexer (24) zum gleichzeitigen Empfangen von Rahmen, die über einen gemeinsamen Lichtwellenleiter (LWL) im Wellenlängenmultiplexverfahren übertra- gen werden, und zum Aufteilen der Rahmen auf optische Empfangsvorrichtungen, und eine Anzahl k optischer Empfangsvorrichtungen gemäß Anspruch 9, 10 oder 11, wobei sich die optischen Empfänger (23ι...23k) jeweils in der Wellenlänge, mit der sie die Rahmen empfangen, unterscheiden. 12. Optical demultiplexer (2) for receiving data via optical waveguides (LWL), characterized by an optical wavelength demultiplexer (24) for simultaneously receiving frames which are transmitted via a common optical waveguide (LWL) in the wavelength division multiplexing method and for dividing the Frame on optical receiving devices, and a number k optical receiving devices according to claim 9, 10 or 11, wherein the optical receivers (23ι ... 23 k ) each differ in the wavelength with which they receive the frames.
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