DE2333968C2 - Fiber network for optoelectronic data transmission - Google Patents

Fiber network for optoelectronic data transmission

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DE2333968C2 DE19732333968 DE2333968A DE2333968C2 DE 2333968 C2 DE2333968 C2 DE 2333968C2 DE 19732333968 DE19732333968 DE 19732333968 DE 2333968 A DE2333968 A DE 2333968A DE 2333968 C2 DE2333968 C2 DE 2333968C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Fasernetz für die optoelektronische Datenübertragung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fiber network for optoelectronic data transmission according to the preamble of claim 1.

Durch die in den letzten Jahren erzielten beträchtlichen Fortschritte in der Entwicklung von optoelektronischen Bauelementen gewinnt auch die Informationsübertragung mittels Lichtleitfasern zunehmend an Bedeutung, insbesondere über kleinere Entfernungen (bis ca. 1 km), wie sie z. B. bei Datenübertragungen in Kraftwerkanlagen gegeben sind.Due to the considerable progress made in the development of optoelectronic in recent years The transmission of information by means of optical fibers is also increasingly gaining in components Significance, especially over smaller distances (up to approx. 1 km), as z. B. for data transfers in Power plants are given.

Lichtleitfasern sind bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die eine Form besteht aus einem Glaskern mit einem relativ hohen Brechungsindex, welcher Glaskern von einem Glasmantel mit einem etwas geringeren Brechungsindex umschlossen ist. Ein durch die Stirnfläche z. B. schräg einfallender Lichtstrahl wird daher an der Grenzfläche Kern-Ma.nelOptical fibers are already known in various designs. One shape consists of one Glass core with a relatively high refractive index, which glass core from a glass clad with a slightly lower refractive index is enclosed. A through the face z. B. obliquely incident light beam is therefore at the core-Ma.nel interface

zickzackförmig fortwährend total reflektiert und kann so die Faser nur in der Längsrichtung durchdrihgea Bei einer anderen Form ändert sich im Kernglas der Brechungsindex in radialer Richtung, z. B. nach einem quadratischen Gesetz. Diese Faser ist selbstfokussierend. Ein außerhalb der Faseraohse befindlicher Lichtstrahl wird fortwährend gegen die Achse hin umgebogen und kann daher die Faser seitlich nicht verlassen. Eine Ummantelung des Kernes ist hier nicht erforderlich.zigzag continuously and totally reflected and can so the fiber penetrates only in the longitudinal direction In another form, the refractive index changes in the radial direction in the core glass, e.g. B. after a quadratic law. This fiber is self-focusing. A light beam outside of the fiber axis is continually moving towards the axis bent over and therefore cannot leave the fiber laterally. There is no sheathing of the core here necessary.

Man unterscheidet zwischen der Monomode-Übertragung und der Multimode-Übertragung. Bei der Monomodefaser beträgt der Kerndurchmesser nur 2_4 μηι, der Manteldurchmesser jedoch 50—100 μπι. Die Lichtausbreitung erfolgt hier nach den gleichen Gesetzen wie im dielektrischen Leiter in der Mikrowellentechnik. Zur Übertragung ist einwelliges und kohärentes Licht erforderlich. Bei der Multimodefaser ist der Kerndurchmesser wesentlich größer, z. B. 30—70 μπι, die Manteldicke dagegen nur etwa 10 μπι. Infolge dieses im Vergleich zur Lichtwellenlänge (0,4—07 μιτι im sichtbaren Bereich) sehr großen kerndurchmessers kann hier die Lichtausbreitung außer auf der Grundwelle noch über zahlreiche Modi, d. h. räumliche Oberwellen erfolgen. Zur Übertragung kann deshalb auch mehrwelliges und inkohärentes Licht verwendet werden (Licht-Intensitätsübertragung). Die Mehrwelligkeit dieser Faser hat allerdings zusätzliche Phasenverzerrungen zur Folge, die, bezogen auf eine bestimmte Übertragungsbandbreite, die Reichweite der Faser beschränken. Man glaubt jedoch, bei 30 MHz Bandbreite Übertragungslängen bis zu 1 km realisieren zu können.A distinction is made between monomode transmission and multimode transmission. In the Single-mode fiber, the core diameter is only 2_4 μm, but the jacket diameter is 50-100 μm. The light propagation takes place here according to the same laws as in the dielectric conductor in microwave technology. Single-wave and coherent light is required for transmission. With the multimode fiber the core diameter is much larger, e.g. B. 30-70 μm, the jacket thickness, however, only about 10 μm. As a result of this, compared to the light wavelength (0.4-07 μm in the visible range), it is very large With the core diameter, the light propagation can be controlled by numerous modes, as well as on the fundamental wave, d. H. spatial harmonics occur. Therefore, multi-wave and incoherent light can also be used for transmission can be used (light intensity transmission). However, the multiple waviness of this fiber has additional properties Phase distortions result, which, based on a certain transmission bandwidth, the range of the Restrict fiber. However, it is believed that transmission lengths of up to 1 km can be achieved with a bandwidth of 30 MHz to be able to.

Die Übertragungsgüten der verschiedenen Lichtleitfasern sind z. Zt., je nach Hersteller, noch sehr unterschiedlich. Bei der Monomodefaser wurden schon Dämpfungswerte "on nur 4 db/km erzielt. Die Multimodefaser wird außer mit Glaskern auch mit Flüssigkeitskern ausgeführt. Die tiefsten erhaltenen Dämpfungen betragen ca. 10 db/km (0,6—0,9 μιτι) bei der Ausführung mit Glaskern und ca. 20 db/km bei derjenigen mit Flüssigkeitskern. Bei der selbstfokussierenden Faser (Selfoc) liegt die Dämpfung auch bei 20 db/km. Diese Zahlwerte stammen von Versuchsausführungen. Die z. Zt. im Handel erhältlichen Multimodefasern haben noch wesentlich höhere Werte, z. B. 200 db/km.The transmission qualities of the various optical fibers are z. Currently, depending on the manufacturer, still very much different. With the single-mode fiber, attenuation values of only 4 db / km were achieved. The multimode fiber In addition to a glass core, it is also designed with a liquid core. The deepest attenuation received are approx. 10 db / km (0.6-0.9 μm) when running with a glass core and approx. 20 db / km for those with a liquid core. With the self-focusing fiber (Selfoc) the attenuation is also 20 db / km. These numerical values originate from tests carried out. the z. Currently commercially available multimode fibers have much higher values, e.g. B. 200 db / km.

Für Anwendungen mit geringeren Anforderungen stehen noch Fasern aus Plastik zur Verfugung (Dämpfung ca. 1000 db/km). Während die Monomodefaser stets als Einzelfaser verwendet werden muß, kann die Multimodefaser sowohl als Einzelfasser als auch in Bündeln von z.B. 100Stück oder mehr eingesetzt werden.For applications with less stringent requirements, plastic fibers are still available (Attenuation approx. 1000 db / km). While the single mode fiber must always be used as a single fiber, can the multimode fiber is used both as a single cord and in bundles of e.g. 100 pieces or more will.

Für die Monomode-Übertragung kommen als Lichtquellen der HeNe-Laser und die GaAs-Laserdiode in Betracht. Der HeNe-Laser ist sehr teuer, Laserdioden existieren erst im Laboratorium. In der Multimode-Technik können Lumineszenzdioden (LEDs oder LE-Dioden) verwendet werden. Sie sind relativ billig und bereits in zahlreichen Ausführungsformen erhältlich. Die Modulation des Lichtes (möglich bis ca. 100 MHz) ergibt sich unmittelbar durch entsprechende Steuerung des Dioden-Gleichstromes. Als Empfangselemente kommen Fotoelemente (miniaturisierte Sonnenzellen) und Fotodioden in Betracht. Sie sind etwas iveniger empfndlich als Fototransistoren, haben jedoch >ehr kurze Ansprechzeiten. Zur Vervollständigung einer jptoelektronischen Übertragungsstrecke sind noch optische Übergangselemente LE-Diode-Faser und Faser-Fotosensor erforderlich. Für Sonderfälle stehen ferner optische Weichen, d. h. haJbdurchlässige Spiegel und Strahlenteilungswürfel (Brückenweichen) zur Verfügung. Auch nichtreziproke Weichen gibt es bereits, sie sind unpraktisch und sehr teuer.The HeNe laser and the GaAs laser diode are used as light sources for single-mode transmission Consideration. The HeNe laser is very expensive, laser diodes only exist in the laboratory. In multimode technology luminescence diodes (LEDs or LE diodes) can be used. They are relatively cheap and already available in numerous designs. The modulation of the light (possible up to approx. 100 MHz) results directly from the corresponding Control of the diode direct current. Photo elements (miniaturized solar cells) are used as receiving elements and photodiodes into consideration. They are a bit more sensitive than phototransistors, but they have > rather short response times. To complete a jptoelectronic transmission link are still optical transition elements LE diode fiber and fiber photosensor required. Stand for special cases furthermore optical switches, d. H. Translucent mirrors and beam splitting cubes (bridge switches) are available. There are also non-reciprocal switches already, they are inconvenient and very expensive.

Zwischenverstärker (Repeater) lassen sich aufbauen mit der Kombination Fotodiode (Empfänger), Impulsverstärker und LE-Diode (Sender). LichtverstärkerIntermediate amplifiers (repeaters) can be set up with a combination of photodiode (receiver) and pulse amplifier and LE diode (transmitter). Light amplifier

ίο ohne Übergang auf das Modulationsband sind verschiedentlich in Entwicklung. Die höchstzulässige Dämpfung des Lichtes zwischen zwei Übermittlungsstationen beträgt etwa 50—60 db inklusive Übergangsverluste auf die Glasfaser. Bei den Dämpfungen der z. Zt erhältlieher» Multimodefasern lassen sich damit ohne Zwischenverstärker Distanzen von höchstens 250—300 m überbrücken, mit einer kürzlich entwickelten Multimodefaser (Dämpfung ca. 10 db/km) jedoch Entfernungen über lkm.ίο without a transition to the modulation band are different in development. The maximum permissible attenuation of light between two transmission stations is about 50-60 db including transition losses on the glass fiber. In the attenuations of the z. Currently available » Multimode fibers can be used to bridge distances of no more than 250-300 m without a repeater, with a recently developed multimode fiber (attenuation approx. 10 db / km), however, distances over lkm.

Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik sind die optoelektronischen Bauteile für Monomode-Übertragung noch im Entwicklungsstadium, in der Multimode-Technik bereits käuflich. Lediglich die Übergänge LE-Diode-Faser und Faser-Fotosensor harren noch der Realisierung. In der Monomode-Technik sind zudem die Anforderungen bezüglich mechanischer Genauigkeit um mindestens eine Größenordnung höher als bei der Multimode-Übertragung.According to the current state of the art, the optoelectronic components are for single mode transmission Still in the development stage, already available for sale in multimode technology. Only the transitions LE diode fiber and fiber photo sensor are still awaiting implementation. In single-mode technology, the Requirements for mechanical accuracy by at least an order of magnitude higher than the Multimode transmission.

Beim Aufbau von Fasernetzen sind bezüglich Lichtausbreitung die gleichen Gesetze zu beachten wie bei den Übertragungssystemen in der Mikrowellentechnik. So ist jede Faserverzweigung stets mit einem beträchtlichen Leistungsverlust behaftet. Allein durch Reflexion und Leistungsteilung erhält man z. B. für einen Knoten mit drei Zweigen (ein ankommender, zwei abgehende) eine Dämpfung von 3,5 db und beim Knoten mit vier Zweigen (ein ankommender, drei abgehende) eine solche von 6 db. Dazu kommen noch die Absorptionsverluste der Strahlenteilungselemente. Diese Verhältnisse lassen sich bei Verwendung von Brückenweichen nur unwesentlich, mit Zirkulatoren wegen ihrer hohen Durchgangsdämpfung überhaupt nicht verbessern. Bei langen Übertragungsstrecker; müssen u. U. Zwischenverstärker (Repeater) eingebautWhen setting up fiber networks, the same laws must be observed with regard to light propagation as in the transmission systems in microwave technology. So every fiber branch is always with one afflicted with a considerable loss of performance. Just through reflection and sharing of services you get z. B. for one Node with three branches (one incoming, two outgoing) an attenuation of 3.5 db and at the node with four branches (one incoming, three outgoing) one of 6 db. Then there are those Absorption losses of the beam splitting elements. These ratios can be achieved using Bridge switches are only insignificant, with circulators because of their high throughput attenuation not improve. With long transmission stretcher; may have to have an intermediate amplifier (repeater) installed

•»5 werden. Falls die Verstärkung im Modulationsband erfolgt, ist zugleich eine Regeneration der Impulse möglich.• »become 5. If the gain is in the modulation band occurs, a regeneration of the impulses is possible at the same time.

Ein solches Fasernetz ist aus der Zeitschrift Industrie-Elektrik und Elektronik, Nr. 5,1973, S. 87-90, für den Aufbau von Fernsprechverbindungen bekannt. Es setzt sich zusammen aus einem Weitverkehrsnetz mit Glasfaser-Ferntrasse und zwischengeschalteten Repeatern, in denen durch eine Elektronik Abzweigungen zu- und abgeschaltet werden können, und einem Teilnehmernetz, bei dem die Teilnehmer dezentral untereinander Verbindung aufnehmen können.Such a fiber network is from the journal Industrie-Elektrik und Elektronik, No. 5,1973, pp. 87-90, known for setting up telephone connections. It is composed of a wide area network with Fiber optic long-distance route and interconnected repeaters, in which electronic branches connect and can be switched off, and a subscriber network in which the subscribers decentralized among each other Can connect.

Bei der Datenübertragung in Kraftwerkanlagen müssen ebenfalls Informationen (z. B. Meß- und Kontrollwerte, Steuer- und Schaltbefehle) zwischen verschiedenen Stationen übermittelt oder ausgetauscht werden. Da diese Art der Datenübertragung nach den Gesichtspunkten der Leittechnik von einer zentralen Stelle gesteuert und überwacht werden muß, ist die dezentralisierte Struktur eines Fernsprechnetzes für diesen Zweck nicht geeignet.When data is transmitted in power plants, information (e.g. measuring and Control values, control and switching commands) transmitted or exchanged between different stations will. Since this type of data transmission from a centralized point of view is based on the control technology Location must be controlled and monitored, is the decentralized structure of a telephone network for not suitable for this purpose.

Die Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fasernetz für optoelektronische Datenübertragung beispielsweise in einem auseedehntanThe invention is therefore based on the object of a fiber network for optoelectronic data transmission for example in an auseedetztan

zu schaffen. Das System soll möglichst wenige bzw. kurze Verbindungen zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen aufweisen und nach Möglichkeit keine Knotenstellen und auch keine optischen Weichen enthalten. Bei Ausfall einer Teiinehmerstation soll nur die damit verknüpfte Nachrichtenverbindung betroffen werden, während zwischen allen anderen Stationen der Verkehr ungehindert weiter funktionieren muß. Allfällige Verstärker sollen im Hinblick auf die zeitliche Verschachtelung der Informationsraten der einzelnen Übertragungskanäle möglichst so verwendet werden, daß jeder die Signale einer größeren Anzahl von Faserleitungen in ihrer Gesamtheit verstärkt.to accomplish. The system should have as few or short connections as possible between the individual subscriber stations and if possible no nodes and no optical switches contain. If a participant station fails, only the associated communication link will be affected while between all other stations of the Traffic must continue to function unhindered. Any amplifiers should be used with a view to the temporal Interleaving the information rates of the individual transmission channels is used as far as possible, that each amplifies the signals of a larger number of fiber lines in their entirety.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Netz nach dem Oberbegriff des Anspruchs i die Sternpunkte ais Zwischenverstärker ausgebildet sind und daß der gemeinsame Adreßgeber an einen dieser Sternpunkte angeschlossen ist.According to the invention the object is achieved in that in a network according to the preamble of Claim i the neutral points are designed as an intermediate amplifier and that the common address generator is connected to one of these star points.

Durch die erfindungsgemäße vorgeschlagenen Maßnahmen und namentlich die Verwendung des Sternpunkte-Systems wird insbesondere ein Minimum an Verbindungen zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen sichergestellt und die Möglichkeit gegeben, diese Verbindungen kurz zu halten. Faserverzweigungen und optische Weichen können weitgehend vermieden werden, und die Störung einzelner Stationen beeinträchtigt nicht den ungestörten Verkehr zwischen den übrigen Stationen.Through the proposed measures according to the invention and in particular the use of the star point system In particular, there is a minimum of connections between the individual subscriber stations ensured and given the opportunity to keep these connections short. Fiber branches and Optical switches can largely be avoided and the disruption of individual stations is impaired not the undisturbed traffic between the other stations.

Anhand der Fig. 1—3 sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigtThe invention will be explained using an exemplary embodiment with reference to FIGS. It shows

F i g. 1 ein Fasernetz mit nur einem Sternpunkt und einer Anzahl Teilnehmerstationen,F i g. 1 a fiber network with only one star point and a number of subscriber stations,

F i g. 2 den Aufbau des in F i g. 1 gezeigten Sternpunkt-Zwischenverstärkers, F i g. 2 the structure of the in F i g. 1 star point repeater shown,

F i g. 3 ein Fasernetz mit zwei Sternpunkten und den dazugehörigen Teilnehmer-Stationsgruppen.F i g. 3 a fiber network with two star points and the associated subscriber station groups.

In Fig.1 bedeutet 1 den im Sternpunkt des Netzes liegenden (in seinem Aufbau noch zu erläuternden) Zwischenverstärker, der einen Empfänger E, einen Sender 5 und einen (hier nicht eingezeichneten) Impulsverstärker aufweist; 2 bedeutet eine der zahlreichen Teilnehmerstationen (symbolisch sind sechs eingezeichnet), bestehend jeweils aus dem Empfänger E, dem Sender Sund dem Codierteil CT, und schließlich ist 3 der gemeinsame Adre3i?eber AG. In FIG. 1, 1 denotes the intermediate amplifier located in the neutral point of the network (its structure still to be explained), which has a receiver E, a transmitter 5 and a pulse amplifier (not shown here); 2 means one of the numerous subscriber stations (six are shown symbolically), each consisting of the receiver E, the transmitter S and the coding part CT, and finally 3 is the common addressee AG.

Der Sender 5 des Zwischenverstärkers 1 ist jeweils über Faserleitungen 4 mit dem Empfänger E der Stationen 2 verbunden und analog die Sender 5 der Stationen 2 über Faserleitungen mit dem Empfänger E des Zwischenverstärkers 1. Der Adreßgeber 3 kann entweder über eine metallische Leitung 6 direkt mit dem Moduiationsteii des Zwischenverstärkers i verbunden sein oder, wie in F i g. 1 eingezeichnet, teilweise oder ganz über Faserleitungen. Im letzteren Fall werden die Signale in einem Wandler 7 mit dem Sender 5 in Lichtimpulse umgesetzt und über die Faser 8 dem Empfänger des Zwischenverstärkers 1 zugeführt.The transmitter 5 of the repeater 1 is connected via fiber lines 4 to the receiver E of the stations 2 and analogously the transmitters 5 of the stations 2 via fiber lines to the receiver E of the repeater 1. The address transmitter 3 can either via a metallic line 6 directly with the Moduiationsteii of the intermediate amplifier i be connected or, as in FIG. 1 drawn in, partly or entirely via fiber lines. In the latter case, the signals are converted into light pulses in a converter 7 with the transmitter 5 and fed to the receiver of the intermediate amplifier 1 via the fiber 8.

Die Empfänger E der Stationen 2 sind sowohl als Adreß- wie als Nachrichtenempfänger ausgebildet. Bei der Durchgabe eines Adreßcode werden über den Zwischenverstärker 1 stets sämtliche zu den Adreßempfängern E führenden Faserleitungen beaufschlagt Sobald der entsprechende Sender S in Funktion tritt, wird der zugehörige Adreßempfäiger E abgeschaltet so daß über den Zwischenverstärker 1 keine Rückkopplungserscheinungen auftreten können. Die vom Sender Seiner Station abgegebene Nachricht gelangt über den Zwischenverstärker 1 ebenfalls zu allen Nachrichtenempfängern E, wird aber nur von dem auf gleiche Adresse programmierten aufgenommen. Falls bei einzelnen Stationen nur empfangen werden soll, kann natürlich der Sender S weggelassen werden. Die Zahlen der beim Zwischenverstärker 1 ankommenden und abgehenden Faserleitungen können also durchaus verschieden sein.The receivers E of the stations 2 are designed both as address receivers as message receivers. In the Transmission of an address code, all leading to the Adreßempfängern E fiber lines via the repeater 1 is always applied when the corresponding transmitter S comes into operation, the associated Adreßempfäiger E is turned off so that no feedback phenomena occur via the repeater. 1 The message sent by the sender of his station also reaches all message receivers E via the repeater 1, but is only picked up by the one programmed to the same address. If you only want to receive at individual stations, the transmitter S can of course be omitted. The numbers of fiber lines arriving and departing from the intermediate amplifier 1 can therefore be quite different.

Da alle Nachrichten über den Impulsteil bzw. Sender S des Zwischenverstärkers 1 fließen, kann die vomSince all messages flow through the pulse part or transmitter S of the intermediate amplifier 1, the from

ίο Adreßgeber 3 zu diesem Verstärker führende Verbindung zugleich zur Kontrolle des gesamten Informationsflusses benutzt werden. Falls die Adreßvermittlung über die Faserleitung 8 erfolgt, ist zur Rückmeldung eine zweite Faserleitung 9 erforderlich, die einerseits mit dem Sender S des Verstärkers 1 und andererseits mit dem Empfänger Edes Wandlers 7 verbunden ist.ίο Address transmitter 3 connection leading to this amplifier can also be used to control the entire flow of information. If the address switching takes place via the fiber line 8, a second fiber line 9 is required for the feedback, which is connected on the one hand to the transmitter S of the amplifier 1 and on the other hand to the receiver E of the converter 7.

Der Aufbau des Zwischenverstärkers 1 ist in F i g. 2 näher skizziert. Er besteht, wie schon erwähnt, aus dem Empfänger E, dem Impulsverstärker PV und dem Sender S. Die zum Empfänger führenden Faserleitungen 10 (symbolisch fünf eingezeichnet) sind an ihren Enden von einer Fassung 11 umgeben und stirnseitig optisch an die aktive Fläche 12 der Fotodiode FD des Empfängers £ angepaßt. Analog sind die vom Sender S abgehenden Fasern 13 (symbolisch ebenfalls fünf eingezeichnet) an den Enden mechanisch gefaßt und stirnseitig optisch an die aktive Fläche 14 der LE-Diode angepaßt. Infolge der Richtcharakteristik der Faserenden sind empfangsseitig (und auch senderseitig) alle Faserleitungen gegenseitig entkoppelt. Kopplungen bestehen nur in der Übertragungsrichtung des Verstärkers, d. h. immer zwischen je einer Faserleitung eingangsseitig und allen Faserleitungen ausgangsseitig. Die Signalverstärkung ist somit für alle Kanäle stets die gleiche.The structure of the intermediate amplifier 1 is shown in FIG. 2 outlined in more detail. As already mentioned, it consists of the receiver E, the pulse amplifier PV and the transmitter S. The fiber lines 10 (symbolically five shown) leading to the receiver are surrounded at their ends by a socket 11 and at the end they are optically connected to the active surface 12 of the photodiode FD of the recipient £ adjusted. Analogously, the fibers 13 (also symbolically five shown) outgoing from the transmitter S are mechanically gripped at the ends and optically matched to the active surface 14 of the LED at the end. Due to the directional characteristic of the fiber ends, all fiber lines are mutually decoupled on the receiving side (and also on the transmitter side). Couplings only exist in the transmission direction of the amplifier, ie always between one fiber line on the input side and all fiber lines on the output side. The signal amplification is therefore always the same for all channels.

Die Längen der vom Zwischenverstärker 1 zu den Teilnehmerstationen führenden Faserleitungen können natürlich beliebig verschieden sein. Der Zwischenverstärker 1 ist nach Möglichkeit im Zentrum einer Gruppierung von Stationen anzuordnen, so daß sich möglichst kurze Leitungsführungen ergeben. Adreßgeber und Informationsflußkontrolle, mit dem Zwischenverstärker 1 über die metallische Leitung 6 oder über die Faserleitungen 8 und 9 verbunden, können dagegen an einem (oder auch verschiedenen) u. U. weit abseits gelegenen Ort(en) untergebracht sein.The lengths of the fiber lines leading from the repeater 1 to the subscriber stations can can of course be arbitrarily different. The repeater 1 is if possible in the center of a Grouping of stations to be arranged so that the lines are as short as possible. Address provider and information flow control, with the repeater 1 via the metallic line 6 or via the Fiber lines 8 and 9 connected, on the other hand, can be at one (or different) under certain circumstances far away located place (s).

Falls bezüglich der Standorte der verschiedenen Teilnehmerstationen mehrere Schwerpunkte bestehen, so können diese Stationen auch in separaten Netzen mit in den Sternpunkten eigenen Zwischenverstärkern zusammengefaßt werden. Die einzelnen Verstärker sind dann unter sich und damit auch mit dem Adreßgeber über Faserleitungen verbunden. Damit läßt sich u. U. eine große Zahl paralleler Leitungsführungen einsparen, andere lassen sich verkürzen, oder es läßt sich, in Zweigen mit übermäßig großen Längen die hohe Faserdämpfung überbrücken. Ein diesbezügliches Anwendungsbeispiel zeigt Fig. 3. Dem sternförmigen Netz mit dem Zwischenverstärker 1 ist über die Faserleitungen 15 und 16 ein weiteres sternförmiges Netz mit dem Zwischenverstärker 17 zugeschaltet. Am Verstärker 17 können, wie angedeutet, noch weitere solche Netze angeschlossen sein. Das beschriebene Vorgehen erlaubt jede Kombination von sternförmigen Netzen hinsichtlich Parallel- und/oder Serieschaltung. Die Übertragungsvorgänge sind, wie sofort ersichtlich, die gleichen wie beim einzelnen sternförmigen Netz.
Auch hier müssen in der Hin- bzw. Rückleitung M5,If there are several priorities with regard to the locations of the various subscriber stations, these stations can also be combined in separate networks with their own repeaters in the star points. The individual amplifiers are then connected to each other and thus also to the address transmitter via fiber lines. In this way, under certain circumstances, a large number of parallel lines can be saved, others can be shortened, or the high fiber attenuation can be bridged in branches with excessively long lengths. A related application example is shown in FIG. 3. The star-shaped network with the intermediate amplifier 1 is connected to a further star-shaped network with the intermediate amplifier 17 via the fiber lines 15 and 16. As indicated, further such networks can be connected to the amplifier 17. The procedure described allows any combination of star-shaped networks with regard to parallel and / or series connection. As can be seen immediately, the transmission processes are the same as in the case of the individual star-shaped network.
Here too, M5,

16) zwischen zwei in diskreten Sternpunkten 1 und 17 liegenden Zwischenverstärkern, Maßnahmen gegen Selbsterregung vorgesehen sein, das heißt, es müssen in Fig. 3 nicht gezeigte Rückkopplungssperren eingebaut werden. Diese Sperren können adreßcodegesteuert sein, z. B. optisch mittels Pockelszellen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Sender eines jeden Sternpunkt-Zwischenverstärkers mindestens zwei lichtemittierende Dioden enthält, wobei die eine Diode alle mit diesem Sternpunkt verbundenen Teilnehmerstationen inklusive Verbindung zum nächsten Sternpunkt-Zwischenverstärker speist, während die zweite Diode mit der Rückleitung zum vorangehenden Sternpunkt-Zwischenverstärker verbunden ist. In diesem Fall kann die adreßcodegesteuerte Rückflußsperre unmittelbar in dem die zweite Diode speisenden Modulationsteil untergebracht sein. Die Sperrung würde dann im Modulationsteil erfolgen und nicht im optischen Bereich, was ein großer Vorteil wäre. Beim Zwischenverstärker 1 könnte diese zweite Diode mit der Faserrückleitung zum Adreßgeber verbunden sein.16) between two in discrete star points 1 and 17 lying intermediate amplifiers, measures against self-excitation must be provided, that is, it must be in Fig. 3 built-in feedback locks, not shown will. These locks can be address code controlled, e.g. B. optically by means of Pockels cells. Another The possibility is that the transmitter of each neutral point repeater has at least two light-emitting Contains diodes, one diode all of the subscriber stations connected to this star point including connection to the next neutral point intermediate amplifier, while the second diode is connected to the return line to the preceding neutral point repeater. In this case it can the address code-controlled check valve directly in the modulation part feeding the second diode be housed. The blocking would then take place in the modulation part and not in the optical Area which would be a big plus. In the case of the intermediate amplifier 1, this second diode could be connected to the Fiber return line to be connected to the address transmitter.

Der Aufbau des vorgeschlagenen Netzwerkes ist einfach und übersichtlich; optoelektronisch bestehen lediglich die Probleme einer einfachen Faserverbindung. Insbesondere sind, wie schon bemerkt, keine Faserverzweigungen und optischen Weichen vorhanden. Bei Ausfall einer Teilnehmerstation wird davon, wie ebenfalls schon gesagt wurde, nur die betreffende Nachrichtenverbindung betroffen, während zwischen allen anderen Stationen der Verkehr ungehindert erhalten bleibt. Die Betriebssicherheit der wenigen, an kritischer Stelle liegenden Zwischenverstärker läßt sich z. B. durch Redundanzschaltungen zusätzlich erhöhen. Ausfälle lassen sich überdies durch die Rückmeldung des Informationsflusses leicht feststellen und lokalisieren. Anstelle von Einzelfasern können auch Faserbündel (z.B. 100 Fasern, Bündel-Durchmesser etwa 0,5mm) verwendet werden. Sporadische Faserbrüche haben dann auf die Übertragungsgüte praktisch noch keinen Einfluß. Das Fasernetz ist bis zu einer großen Zahl von Teilnehmerstationen (z. B. 50—100) beliebig ausbaubar.The structure of the proposed network is simple and clear; exist optoelectronic only the problems of a simple fiber connection. In particular, as already noted, there are no fiber branches and optical switches available. If a subscriber station fails, how it has also already been said that only the relevant communication link is affected while between all other stations the traffic remains unhindered. The operational safety of the few intermediate amplifier lying at the critical point z. B. increase by redundancy circuits. Failures can also be remedied by the feedback from the Easily identify and localize the flow of information. Instead of individual fibers, fiber bundles can also be used (e.g. 100 fibers, bundle diameter about 0.5 mm) can be used. Have sporadic fiber breaks then practically no influence on the transmission quality. The fiber network is up to a large number of Subscriber stations (e.g. 50-100) can be expanded as required.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (17)

1 Patentansprüche:1 claims: 1. Fasernetz für die optoelektronische Datenübertragung zwischen mindestens einem Sender (S) und mindestens einem Empfänger (E), wobei jedem Sender (S) und jedem Empfänger (E) ein bestimmter Adreßcode zugeordnet ist und der Nachrichtengehalt der einzelnen Sender (S) durch einen gemeinsamen Adreßgeber (3) zyklisch abgetastet wird und bei welchem Netz mindestens ein Sternpunkt vorhan- )0 den ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Sternpunkt als Zwischenverstärker (1) ausgebildet ist und daß der gemeinsame Adreßgeber (3) an einem dieser Zwischenverstärker (1) angeschlossen ist.1. Fiber network for optoelectronic data transmission between at least one transmitter (S) and at least one receiver (E), each transmitter (S) and each receiver (E) being assigned a specific address code and the message content of the individual transmitters (S) being assigned a common Adreßgeber (3) is scanned cyclically and in which network at least one star point existing) 0 to is, characterized in that said star point is formed as a repeater (1) and that the common Adreßgeber (3) at one of these intermediate amplifier (1) connected. 2. Fasernetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 ein Empfänger (E) und ein Sender (S) jeweils zu einer Teilnehmerstation (2) zusammengefaßt sind und die Teilnehmerstation (2) einen Codierteil (CT) enthält2. Fiber network according to claim 1, characterized in that a receiver (E) and a transmitter (S) are each combined to form a subscriber station (2) and the subscriber station (2) contains a coding part (CT) 3. Fasernetz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenverstärker aus einem Empfänger (E), einem Sender (S) und einem , Impulsverstärker (PV)btsit\\t. 3. Fiber network according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate amplifier consists of a receiver (E), a transmitter (S) and a pulse amplifier (PV) btsit \\ t. 4. Fasernetz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (S) eine Lumineszenzdiode (LE) und der Empfänger (E) eine Fotodiode (FD) aufweist.4. Fiber network according to claim 3, characterized in that the transmitter (S) has a luminescent diode (LE) and the receiver (E) has a photodiode (FD) . 5. Fasernetz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (S) eines Zwischenverstärkers (1) jeweils über erste Faserleitungen (4) mit den Empfänger (E) der zugehörigen Teilnehmerstationen (2) verbunden ist, während die Sender (S) der Teilnehmerstationen (2) über zweite Faserleitungen (5) mit dem Empfänger (E) des Zwischenverstärkers (1) verbunden sind.5. Fiber network according to claim 3, characterized in that the transmitter (S) of an intermediate amplifier (1) is connected via first fiber lines (4) to the receiver (E) of the associated subscriber stations (2), while the transmitter (S) of the Subscriber stations (2) are connected to the receiver (E) of the intermediate amplifier (1) via second fiber lines (5). 6. Fasernetz nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Adreßgeber (3) über eine metallische Leitung (6) direkt mit dem Modulationsteil des Zwischenverstärkers (1) verbunden ist.6. fiber network according to one of claims 3 to 5, characterized in that the address generator (3) Connected directly to the modulation part of the intermediate amplifier (1) via a metallic line (6) is. 7. Fasernetz nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Adreßgeber (3) mindestens teilweise über eine Faserleitung (8) direkt mit dem Empcünger (E) des Zwischenverstärkers (1) verbunden ist.7. fiber network according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the Adreßgeber (3) is at least partially connected via a fiber line (8) directly to the Emp c ünger (E) of the repeater (1). 8. Fasernetz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale des Adreßgebers (3) in einem Wandler (7) mit einem Sender (S) in Lichtimpulse umgesetzt und über die Faserleitung (8) dem Empfänger (E) des Zwischenverstärkers (1) zugeführt werden.8. Fiber network according to claim 7, characterized in that the signals of the address generator (3) in a converter (7) with a transmitter (S) converted into light pulses and via the fiber line (8) to the receiver (E) of the intermediate amplifier (1) are fed. 9. Fasernetz nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger (E) der Teilnehmerstationen (2) sowohl als Adreß- als auch als Nachrichtenempfänger ausgebildet sind, daß bei der Durchgabe eines Adreßcode über den zugeordneten Zwischenverstärker (1) stets sämtliche zu den Empfängern (E) der Teilnehmerstationen (2) führenden, ersten Faserleitungen (4) beaufschlagt werden und daß, sobald der entsprechende Sender (S) in Funktion tritt, der zugehörige Empfänger (E) abgeschaltet wird.9. Fiber network according to one of claims 2 to 8, characterized in that the receivers (E) of the subscriber stations (2) are designed both as address and message receivers that always when an address code is transmitted via the associated repeater (1) all first fiber lines (4) leading to the receivers (E) of the subscriber stations (2) are acted upon and that, as soon as the corresponding transmitter (S) comes into operation, the associated receiver (E) is switched off. 10. Fasernetz nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem Sender (S) einer Teilnehmerstation (2) abgegebene Nachricht über den zugeordneten Zwischen verstärker (1) zu allen Empfängern (E,) gelangt, aber nur von dem auf die gleiche Adresse programmierten Empfänger aufgenommen wird.10. Fiber network according to one of claims 2 to 9, characterized in that a message sent by the transmitter (S) of a subscriber station (2) via the associated intermediate amplifier (1) reaches all receivers (E,), but only from that recipient programmed to the same address is recorded. 11. Fasernetz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Adreßgeber (3) zu einem Zwischenverstärker (1) führende Verbindung zugleich zur Kontrolle des gesamten, über diese Zwischenverstärker (1) gehenden Informationsflusses benutzt wird.11. fiber network according to one of claims 1 to 10, characterized in that the address generator (3) leads to an intermediate amplifier (1) connection at the same time to control the entire flow of information going through this intermediate amplifier (1) is used. YL Faseroetz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die Informationsfluß-Kontrolle der zwischen dem Adreßgeber (3) und dem Zwischenverstärker (1) liegende Wandler (7) außer dem Sender (S) noch einen Empfänger (E) aufweist, der über eine weitere Faserleitung (9) mit dem Sender (S) des Zwischenverstärkers (1) verbunden ist, über welche Faserleitung (9) die Rückleitung erfolgt. YL fiber network according to claim 11, characterized in that the converter (7) located between the address transmitter (3) and the intermediate amplifier (1) has, in addition to the transmitter (S) , a receiver (E) which has a Another fiber line (9) is connected to the transmitter (S) of the intermediate amplifier (1), via which fiber line (9) the return line takes place. 13. Fasernetz nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Zwischenverstärker (1) unter sich und damit auch mit dem Adreßgeber (3) über Faserleitungen (15, 16) verbunden sind, wobei der Sender (S) eines Zwischenverstärkers (1) mit dem Empfänger (E) eines anderen und dessen Sender (S) mit dem Empfänger (E) des ersteren verbunden ist.13. Fiber network according to one of claims 1 to 12, characterized in that the intermediate amplifier (1) among themselves and thus also with the address transmitter (3) via fiber lines (15, 16) are connected, the transmitter (S) of an intermediate amplifier (1) is connected to the receiver (E) of another and whose transmitter (S) is connected to the receiver (E) of the former. 14. Fasernetz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Faserleitungen (15,15) zwischen zwei Zwischenverstärkern (1) zur Vermeidung einer Selbsterregung Rückkopplungssperren eingebaut sind.14. Fiber network according to claim 13, characterized in that in the fiber lines (15,15) between two intermediate amplifiers (1) built in to avoid self-excitation are. 15. Fasernetz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungssperren adreßcodegesteuert sind.15. Fiber network according to claim 14, characterized in that the feedback locks are address code-controlled are. 16. Fasernetz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung optisch mit Hilfe von Pockelszellen erfolgt.16. Fiber network according to claim 15, characterized in that that the control takes place optically with the help of Pockels cells. 17. Fasernetz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (S) eines jeden Zwischenverstärkers (1) mindestens zwei lichtemittierende Dioden enthält, wobei die eine Diode alle mit diesem Zwischenverstärker (1) verbundenen Teilnehmerstationen (2) inklusive der Verbindung zum nächsten Zwischenverstärker speist, während die zweite Diode mit der Rückleitung zum vorangehenden Zwischenverstärker verbunden ist, und daß die adreßcodegesteuerte Rückkopplungssperre unmittelbar in dem die zweite Diode speisenden Modulationsteil untergebracht ist.17. Fiber network according to claim 15, characterized in that the transmitter (S) of each intermediate amplifier (1) contains at least two light-emitting diodes, one diode of all subscriber stations (2) connected to this intermediate amplifier (1) including the connection to the next intermediate amplifier feeds, while the second diode is connected to the return line to the preceding repeater, and that the address code-controlled feedback block is accommodated directly in the modulation part feeding the second diode.
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