DE3528252A1 - Faseroptische verteileranlage fuer breitbandige signale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine faseroptische Verteileranlage für breitbandige Signale, die von einem Fernmeldenetz über eine Netzabschlußschaltung an mehrere Teilnehmer- Endgeräte übertragen werden, wobei die Netzabschlußschal­ tung mit Einrichtungen zum Trennen eines Vorkanals und eines Rückkanals und zum Verteilen der breitbandigen Si­ gnale an die einzelnen Endgeräte sowie mit elektro-opti­ schen und opto-elektrischen Signalwandlern versehen ist.

Bei einer bekannten Verteileranlage werden die breitban­ digen Signale in dem öffentlichen Fernmeldenetz über Lichtwellenleiter übertragen, während teilnehmerseitig die Netzabschluß- oder Übergabeschaltung mit verschiede­ nen Steckdosen, an die die einzelnen Endgeräte ange­ schlossen sind, über eine Koaxialleitung verbunden ist (EP-B1 0 024 618). In einer älteren Anmeldung ist eine Hausverteileranlage beschrieben, bei der das Fernmelde­ netz ebenfalls Lichtwellenleiter aufweist und bei der die Übergabeschaltung durch einen hausinternen Kommunika­ tionsbus mit den einzelnen Teilnehmer-Endgeräten verbun­ den ist (P 34 39 399.4, internes Aktenzeichen H. Reiber 14-1). Bei der derzeitigen Verkabelungspolitik ist aber noch für einige Zeit damit zu rechnen, daß das öffent­ liche Netz in einem gewissen Umfang noch mit herkömm­ lichen elektrischen Teilnehmerleitungen ausgebaut werden wird. Dagegen kann bei der teilnehmerseitigen Installa­ tion schon jetzt die zweckmäßige und zukunftssichere Technik eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verteiler­ anlage für breitbandige Signale zu schaffen, bei der diese Signale im Teilnehmerbereich auf Glasfasern oder Lichtwellenleitern übertragen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verteiler­ anlage der eingangs genannten Art gelöst, die einen opti­ schen Vielfachkoppler aufweist, der aus mehreren (Anzahl n) miteinander verschmolzenen Glasfasern besteht, die auf der Teilnehmerseite den Hin- und den Rückkanal für je­ weils ein Endgerät bilden und von denen auf der Netzseite eine Glasfaser den Hinkanal für die breitbandigen Signale bildet und alle anderen (Anzahl n-1) Glasfasern zusammen­ gefaßt den schmalbandigen Rückkanal bilden.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfidnugn sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Vorteile der Erfindung liegen u.a. darin, daß eine getrennte Leitung für den Rückkanal vom Endgerät zum Fernmeldenetz eingespart wird. Außerdem wird die Empfind­ lichkeit der optischen Empfänger optimal ausgenutzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine faseroptische Verteileranlage gemäß der Erfindung und

Fig. 2 einen Dämpfungsplan der Verteileranlage nach Fig. 1.

Die Teilnehmeranschlußleitung eines Breitband-Fernmelde­ netzes - z.B. eines B-ISDN- oder eines Kabelfernseh- Netzes - weist eine erste Leitung 1 auf, die den breit­ bandigen Hinkanal bildet, und eine zweite Leitung 2, die den schmalbandigen Rückkanal bildet. Auf der Leitung 1 gelangen z.B. Fernsehsignale zu den Teilnehmer-Endgerä­ ten, während über die Leitung 2 Auswahlsignale vom Teil­ nehmer zu der Vermittlungsstelle gesendet werden, mit denen aus der Vielzahl dort angebotener Fernsehprogramme ein vom Teilnehmer gewünschtes Programm zu ihm durch­ geschaltet wird.

Die aus den Leitungen 1, 2 bestehende Teilnehmeranschluß- Leitung endet in dem Haus oder dem Betrieb des Teilneh­ mers in einer Netzabschlußschaltung 4, die auch als Über­ gabeschaltung bezeichnet wird. Die Netzabschlußschaltung 4 enthält einen elektro-optischen Signalwandler 5, an den die Leitung 1 angeschlossen ist, und einen opto-elektri­ schen Signalwandler 6, an den die Leitung 2 angeschlossen ist.

Die Signalwandler 5 und 6 sind durch je eine Glasfaser oder Lichtwellenleiter 7 bzw. 8 mit einem optischen Viel­ fachkoppler 10 verbunden. Dieser Vielfachkoppler 10 hat eine doppelte Funktion:

• 1. dient er als Weiche zum Trennen des Vorkanals und des Rückkanals;
• 2. dient er als Vielfachkoppler zum Aufteilen des breitbandigen optischen Signals auf die verschiedenen Endgeräte.

Die Signallaufrichtung ist in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet, wobei der Hinkanal mit den Fernsehoder sonstigen Videosignalen von links nach rechts und von oben nach unten und der Rückkanal von rechts nach links oder von unten nach oben verläuft.

Der Vielfachkoppler 10 weist einen symmetrischen Aufbau auf. Er ist durch Verschmelzen einer Anzahl n von opti­ schen Fasern in einer begrenzten Schmelzzone hergestellt. Verschiedene Arten von durch Verschmelzen oder Ver­ schweißen von Glasfasern hergestellten optischen Kopplern sind bekannt (vgl. Elektrisches Nachrichtenwesen, Band 55, Nr. 4, 1980, SS 342 bis 349). In dem Ausführungsbei­ spiel ist die Anzahl Glasfasern, aus denen der Vielfach­ koppler hergestellt ist, n = 3. Der Vielfachkoppler muß symmetrisch ausgeführt sein, damit das über die Glasfaser eingekoppelte optische Signal gleichmäßig auf die drei abgehenden Glasfasern 12, 13 und 14 aufgeteilt wird, so daß sämtliche angeschlossenen Endgeräte mit den gleichen optischen Leistungen versorgt werden. Die Symmetrie des Hinkanals, d.h. die gleichmäßige Aufteilung des auf der Glasfaser 7 ankommenden Signals auf die drei abgehenden Glasfasern 12, 13 und 14, bedingt notwendigerweise die gleiche Symmetrie in Rückwärtsrichtung. Die auf einer be­ liebigen der Glasfasern 12, 13 oder 14 in dem Vielfach­ koppler 10 ankommenden Signale des Rückkanals werden gleichmäßig auf die - in der Zeichnung links der Schmelzzone liegenden - Glasfasern 16, 17 und 18 aufge­ teilt. Erfindungsgmäß wird nun als Rückkanal nicht nur eine der linken Glasfaserenden 16, 17 oder 18 verwendet, es werden vielmehr zu diesem Zweck n-1 Glasfasern 17, 18 zusammengefaßt, während eine Glasfaser 16 zur Einkopplung des Breitbandsignals dient. Da zur Vereinfachung der Zeichnung in dem dargestellten Ausführungsbeispiel n = 3 und n-1 = 2 ist, werden die zwei Glasfasern 17 und 18 zusammengefaßt und gemeinsam auf eine großflächige Foto­ diode geführt, die den opto-elektrischen Signalwandler 6 bildet. Es steht dann dort (n-1)mal so viel Licht zur Verfügung als bei Verwendung nur einer Faser für den Rückkanal. Dies ermöglicht einen rauschärmeren Empfang des Rückkanalsignals. Da dieses in der Regel schmalbandig ist, ergibt die Verwendung einer großflächigen Diode, die langsamer ist als eine kleinflächige Diode, keine Nach­ teile hinsichtlich der zu übertragenden Bandbreite.

Die Glasfasern 12, 13 und 14 enden in optischen Steckver­ bindern 20, 21, 22, die die teilnehmerseitigen Ausgänge der Netzabschlußschaltung 4 bilden. Von jedem dieser Aus­ gänge führt eine Glasfaser 24, 25 bzw. 26 zu einer Steck­ dose 28, 29 oder 30, an die jeweils ein Teilnehmer-End­ gerät angeschlossen werden kann.

In der Zeichnung ist lediglich ein an die Steckdose 30 über eine Glasfaser 31 angeschlossener Fernsehempfänger angedeutet, wobei ein Leitungssender und -empfänger 32 dargestellt ist, der Bestandteil eines zum Empfang optisch übertragener Videosignale geeigneten Fernsehemp­ fängers ist. An einen den Ein- und Ausgang des Leitungs­ senders und -empfängers 32 bildenden optischen Steckver­ binder 34 ist ein optischer 2×2-Koppler 35 angeschlossen. Dieser Koppler 35 ist zum Zwecke der optimalen Ausnutzung der optischen Empfängerempfindlichkeit unsymmetrisch auf­ gebaut. Der größte Teil der über die Glasfaser 31 ankom­ menden optischen Leistung gelangt in dem Koppler 35 über eine Glasfaser 36 in eine Glasfaser 37 und von dieser zu einem opto-elektrischen Wandler 40. In diesem wird das optische Videosignal in ein elektrisch digitales Videosi­ gnal umgewandelt, das über eine Leitung 41 dem Eingang des eigentlichen - in der Zeichnung nicht dargestell­ ten - Fernsehempfängers zugeführt wird. Von diesem Fern­ sehempfänger gelangen die Steuersignale des schmalbandi­ gen Rückkanals über eine Leitung 42 zu einem elektro- optischen Signalwandler 43 und von dort als optisches Signal zu einer Glasfaser 38 des optischen Kopplers 35.

Die Unsymmetrie dieses Kopplers 35 führt dazu, daß der größte Teil der optischen Leistung des Rückkanalsignals in eine reflexionsfrei abgeschlossene vierte Glasfaser 39 des Kopplers 35 gelangt und dort nicht genutzt wird. Der in die Glasfaser 36 gelangende kleinere Anteil des Rück­ kanalsignals genügt aber, um über die Netzabschlußschal­ tung 4 zu dem Fernmeldenetz zu gelangen und in der zuge­ ordneten Vermittlungsstelle empfangen zu werden.

Aus dem in Fig. 2 dargestellten Dämpfungsplan sind die an den einzelnen Stellen einer erfindungsgmäßen faseropti­ schen Verteileranlage zur Verfügung stehenden optischen Leistungspegel ersichtlich. Die von links oben nach rechts unten verlaufende Treppenkurve gilt für den breit­ bandigen Hinkanal, dies ist durch einen Pfeil 46 ange­ deutet, während die von rechts oben nach links unten ver­ laufende Treppenkurve - wie durch einen Pfeil 47 ange­ deutet - für den schmalbandigen Rückkanal gilt. An einem Punkt 48 wird das optische Breitbandsignal eingekoppelt. Dieser Punkt entspricht dem Ausgang des elektro-optischen Signalwandlers 5 von Fig. 1, der als eine lichtemittie­ rende Diode (LED) mit 850 nm Betriebswellenlänge ausge­ führt ist. Ein Punkt 49 entspricht dem Ausgang des opti­ schen Vielfachkopplers 10, bei 50 ist die am Ausgang der Steckverbinder 20, 21, 22 zur Verfügung stehende Leistung dargestellt. Ein Punkt 51 entspricht dem Ausgang der Steckdosen 28, 29 oder 30, wobei der Abfall der Kurve zwischen den Punkten 50 und 51 den Dämpfungsverlust auf 100 m Glasfaser darstellt. Ein Punkt 52 entspricht dem geräteseitigen Eingang des Steckverbinders 34, in einem Punkt 53 ist die Leistung am Ausgang des Vielfachkopplers 35 dargestellt. An einem Punkt 54 ist die Leistungsre­ serve des Systems dargestellt: hier wurde ein Mindest- Empfangspegel von -34,5 dBm angenommen. Für den Rückkanal sind die Leistungspegel an denselben Punkten der Vertei­ leranlage dargestellt. An dem Punkt 54 wird die optische Leistung eingekoppelt, er entspricht dem Ausgang des elektro-optischen Signalwandlers 43 von Fig. 1, der als eine LED mit 850 nm Betriebswellenlänge realisiert ist. An dem Punkt 48, der dem Eingang des opto-elektrischen Wandlers 6 von Fig. 1 entspricht, ist die Leistungsre­ serve des Systems ersichtlich. Hier ergibt sich ein Emp­ fangspegel von -47 dBm.

An jedem optischen Steckverbinder entsteht - auch bei sorgfältigster Fertigung - eine Reflexion, ein Teil des optischen Signals wandert in entgegengesetzter Richtung zurück. Die an den Steckverbindern 20, 21, 22 reflektier­ te optische Leistung ist durch eine gestrichelte Kurve 56 dargestellt. Wie ersichtlich, liegt der Pegel des reflek­ tierten Hinsignals deutlich über dem Emfpangspegel für das Signal des Rückkanals. Die spektralen Schwerpunkte der Leistungsverteilung des breitbandigen Hinsignals und des schmalbandigen Rücksignals haben einen großen Abstand untereinander, das reflektierte Signal verursacht wegen der spektralen Selektivität des Empfängers keine Störun­ gen des Rückkanals. Das Nebensprechen kann auch durch eine einfache Tiefpaßfilterung unterdrückt werden.

Analog wird das Rückkanalsignal an dem Steckverbinder 34 reflektiert (Punkt 52 in Fig. 2). Der Pegelverlauf dieses reflektierten Signals ist durch eine gestrichelte Linie 57 dargestellt. Hier liegt der in dem Endgerät empfangene Signalpegel erheblich unter dem erforderlichen Mindest­ signalpegel und kann zusätzlich durch entsprechende Fil­ terung unterdrückt werden, so daß das breitbandige Hinsi­ gnal durch das reflektierte Signal nicht gestört wird.

Claims (3)

1. Faseroptische Verteileranlage für breitbandige Signa­ le, die von einem Fernmeldenetz über eine Netzabschluß­ schaltung an mehrere Teilnehmer-Endgeräte übertragen werden, wobei die Netzabschlußschaltung mit Einrichtungen zum Trennen eines Hinkanals und eines Rückkanals und zum Verteilen der breitbandigen Signale an die einzelnen End­ geräte sowie mit elektro-optischen und opto-elektrischen Signalwandlern versehen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie einen optischen Viel­ fachkoppler (10) aufweist, der aus mehreren (Anzahl n) miteinander verschmolzenen Glasfasern (12, 13, 14) be­ steht, die auf der Teilnehmerseite den Hin- und den Rück­ kanal für jeweils ein Endgerät (32) bilden und von denen auf der Netzseite eine Glasfaser (16) den Hinkanal für die breitbandigen Signale bildet und alle anderen (Anzahl n-1) Glasfasern (17, 18) zusammengefaßt den schmalban­ digen Rückkanal bilden.

2. Verteileranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß alle anderen (n-1) Glasfasern (17, 18) auf der Netzseite an eine gemeinsame großflächige Photodiode (6) angeschlossen sind.

3. Verteileranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Teilnehmerendgeräte (32) über je einen un­ symmetrischen Zweifachkoppler (35) an die jeweils zu der Netzabschlußschaltung (4) führende Glasfaser (31) ange­ schlossen sind.