AT397744B - Signalverzweiger für die verbindung von glasfasernetzen mit endgeräten - Google Patents

Description

AT 397 744 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Signaiverzweiger für die Verbindung von Glasfasemetzen mit Endgeräten, insbesondere zur Verbindung von Singlemodefasemetzen mit Mu Itimodefasemetzert, wobei zwischen einem Vermittlungsamt oder -knoten und dem Signalverzweiger eine för beide Obertragungsrichtungen wirksame Sihglemodefaser vorgesehen ist 6 Neben der Übertragung von Daten Ober metallische Leiter, insbesondere Kupfer, in Form von verdrillten Leitungen oder Koaxialkabeln ist es bekannt, Lichtwetlenleiter einzusetzen, wobei die zu überfragende Information durch Modulation einer Lichtquelle, beispielsweise einer Laserdiode, in einen derartigen Lichtweilenleiter eingespeist wird. Die Ausbreitung von derartigen in Uchtweilen enthaltenen Informationen kann Ober bekannte Glasfasernstze erfolgen, welche beispielsweise Baumstruktur aufweisen können und über 70 eine Reihe von passiven Kopplern zu Anschlußstellen geführt werden können. Die Hausanschlußstellen bei einem derartigen öffentlichen Netz sind bei den bekannten AusbBdungen als aktive Multiplexer ausgeführt, von welchen konventionelle Kupferleitungen zu jedem Endgeräf, beispielsweise Telefonen, geführt sind.

Im Bereich des öffentlichen Netzes werden hiebet gegenwärtig sogenannte Singlemodefasem eingesetzt, weiche sich durch kleinere Dämpfung und größere Bandbreite als Multimodefasem auszeichnen. iS Singlemodefasem können unter Ausnützen ihrer besseren Dämpfiingsefgenschaften in erster Linie in bestimmten Weilenlängenbereichen erfolgreich betrieben werden, wobei die In diesem Zusammenhang erforderlichen Laser, die auch in jedem Terminal bzw. in jedem optischen Netzwerkabschlußgiied eingebaut sein müssen, Überaus teuer sind.

Aus der US-PS 4 246 475 ist ein Übertragungssystem für JU'chtwellenJeiter bekanntgeworden, bet dem 20 ein an sich bekannter optoelektronischer Verstärker einer Punkt-zu-Pu nkt-Verbindung sicherheitshalber mit einer Glasfaserleitung vom Eingang zum Ausgang überbrückf ist Bei Ausfall des Verstärkers wird so wenigstens das unverstärkte Signal weitergeleitet und dadurch eine vollstäncBge Unterbrechung vermieden. Die Glasfaserbrücke muß dazu allerdinge eine entsprechende Verzögerungsleitung enthaften, deren Verzögerung jener des Verstärkers entspricht. 25 Um darüberhinaus bei bekannten öffentlichen Netzen mit passiven Koppiungsgfledem mehrere Endgeräte, beispielsweise von mehreren Teilnehmern in eklem Gebäude, betreiben zu können, werden für die Leitungen innerhalb des Gebäudes gleichfalls cSe Singlemodefasem eingesetzt und es müssen Endgeräte mH den raiativ teuren, für Singlemodebetrieb geeigneten; modulierbaren Lichtquellen bzw. Laserquelten eingesetzt werden. Um einen derartigen Hausanschluß und die Installation in größeren Gebäuden billiger zu so gestalten, muß ein relativ aufwendiger Umsetzer, beispielsweise dar genannte Multiplexer, eingesetzt werden, weicher einen relativ hohen Energiebedarf hat und optische Signale in elektrische Signale umsetzen muß, um diese Uber teilnehmerindividuelle elektrische Kupferleitungen zu den Endteilnehmem leiten zu können, insbesondere dann, wenn bei einer derartigen Umsetzung von optischen Signalen in elektrische Signale die hohen Qualitätsstandards der Übertragung im ursprünglichen Glasfasemetz auch nur äs annähernd aufrechterhaHen werden sollen, erfordert ein derartiger Multiplexer neben einem hohen Energieaufwand auch einen hohen elektronischen Aufwand, wodurch derartige Geräte überaus teuer sind. Bedingt durch den relativ hohen Stromverbrauch und die Tatsache, daß ein derartiger Multiplexer in der Regel eine Reihe von Teilnehmern versorgen soll, ergeben sich darüberhinaus Probleme mit der Frage der Stromversorgung, da die Stromversorgung auf Grund der Anzahl der Teilnehmer redundant erfolgen muß. Die 40 Zuordnung des jeweiligen Stromverbrauches des Multiplexers für die Benutzungszeit eines bestimmten Teilnehmers erfordert einen weiteren schaltungstechnischen Aufwand.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, einen Signaiverzweiger der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem es möglich ist, die Qualität der Übertragung in Glasfasemetzen auch im Teilnehmerberelcti aufrechtzuerhaiten. und gleichzeitig die Möglichkeit geschaffen wird, mit weeentfich kostengünstigeren 45 Bauteilen das Auslangen zu finden. Inbesondere zielt die Erfindung darauf ab, einen Signalverzweigar zu entwerfen, welcher den Anschluß von kostengünstigeren Muttimodekomponsrrfen, wie beispielsweise Multimodekopplern, Duplexem, Steckern u. dgl., ermöglicht. Derartige Multimodekomponenten zeichnen sich in der Regel durch einen größeren Durchmesser aus, so daß auch ihre Handhabung bei der Herstellung von Anschlüssen wesentlich einfacher ist als die Handhabung von Singlemodekomponenten. Sch Beßlich erlaubt so die Verwendung von Multimodekomponenten auch die Verwendung von wesentlich kostengünstigeren Lasern, wie sie in großer Menge als billige Industriebauteile zur Verfügung stehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäBe Ausbildung des Signalverzweigers im wesentlichen darin, daß der Signaiverzweiger zwei Welchen und in einem der zwischen den Weichen liegenden Zweige einen in einer ÜbertragungsrEchtung wirksamen Modenwandler aufweist. Durch die 55 Aufspaltung des an kommenden in einer Singlemodefaser weitergeleiteten Signals über eine erste Wache werden zwei Wege geschaffen, wobei bei entsprechend begrenzter Leitungslänge des Signal über eine Multimodefeser weitergeleitet und von konventionellen Empfängern noch sicher empfangen werden kam. Die im Teilnehmerbereich verlegten Fasern können Singlemodefasem sein, deren Eigenschaften allerdings 2

AT 397 744 B nicht voll genützt werden, sie können jedoch auch mit Vorteil als Multimodefesem ausgebildet sein, wodurch sich ihre Handhabung auf Grund ihres größeren Durchmessers wesentlich erleichtert. Ein direkter optischer Übergang von Signalen aus einem derartigen, im Multimodebetrieb arbeitenden Netz auf Single· modefasern ist notwendigerweise mit hohen Verlusten verbunden, da in der Singlemodefaser nur mehr ein s Teilbereich der ursprünglichen Moden weitergeleitet werden kann. Um derartige. Verluste gering zu haften bzw. zu kompensieren, ist erfindungsgemäB der Verstärker als Modenwandler ausgebildet. Dadurch, daß nun in einen der beiden zwischen den Weichen liegenden Zweige ein in einer Obertragungsrichtung wirkender Modenwandler eingeschaltet ist, wird für den Sendebetrieb der Endgeräte die Möglichkeit geschaffen, ein von beliebigen Sendebauteilen, beispielsweise billigeren Laserdioden, ausgestrahltes Signal 10 in einer Weise aufzubereiten und zu verstärken, welche die Bnspeisung in ein SJnglemodenetz, wie es dem öffentlichen Netz entspricht, ermöglicht Je nach Auslegung und spezifischer Betriebsart des öffentlichen Glasfasemetzes kann somit bei einer derartigen Ausbildung ein emsiger Umsetzer für eine Vielzahl von Teilnehmern verwandet werden, welcher einen wesentlich geringeren Energiebedarf aufweist als die bekannten Multiplexer für die Umsetzung von optischen Signalen in elektrische Signale und deren is Weiterleitung auf tellnehmerindividuelien Kupferleitungen.

In besonders bevorzugter Weise ist hiebei der Modenwandler als an sich bekannter optoelektronischer Verstärker ausgebildet, so daß auch bei entsprechend billigerem Multimodeglasfasemetz im Bereich der Endstellen bzw. Nebenstellenanlage ein entsprechend hohes Signal IQr die Übertragung im öffentlichen Netz zur Verfügung steht 20 Kostengünstige Laser, wie sie in Endgeräten Verwendung finden und beispielsweise aus der Compact-Dlsk- und Printertechnoiogie bekannt sind, «beiten üblicherweise mit einer Wellenlänge von etwa 800 nm, wogegen öffentliche Netze, Insbesondere Singlemodefasemstze. mit Vorteil im zweiten und/oder dritten Fenster, d.h. bei Weitenlängen von 1300 bzw. 1500 nm, betrieben werden. Um eine Heranführung der Signale der Endstellen bzw. der Nebenstellenanlage an die Erfordernisse einer Stngtemodeübertragung im 25 Öffentlichen Netz zu ermöglichen, ist daher mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß der Modenwandler als Weltenlängenwandler ausgebildet ist

Wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung der Modenwandier als Regenerierschaltung ausgebildet Ist, der die Impulsferm und die Impuls-Zeitfage auffrischt, erfolgt an dieser Steile neben der erforderlichen Anhebung der Signalamplitude auch eine Regenerierung der Signalform und es werden Beeinträchtige gungen des optischen Signals durch Dispersion, Laufzeitunterschiede von SignafteiTen und durch Bandbreite-Begrenzungen weitgehend beseitigt

Mit Rücksicht auf den Einsatz von kostengünstig«) Laserdioden in Endgeräten und den Umstand, daß diese im Multimodebetrieb abstrahlenden Laserdioden mit relativ geringer Wellenlänge arbeiten, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß der Sender des Wellenlängenwandlers eine größere Wellenlänge 35 abstrahlt als der Empfänger empfängt

Im Falle von größeren Teiinehmemetzen nach der Anschlußstelle zum öffentlichen Netz kann es vorteilhaft sein, die Ausbildung so zu treffen, daß in dem zweiten Zweig zwischen den beiden Weichen ein zum Modenwandler im Verstärkerzweig komplementärer Modenwandler bzw. gegebenenfalls ein optoelektronischer Verstä rker-Modenwandler angeordnet ist wobei mit Vorteil die Weich«! als wellen längensetektive 4o Weichen ausgebildet sind. Insbesondere die Verwendung derartiger wetienlängenselektiver Weichen hat hiebei den Vorteil, daß Rückkopplungen auf die jeweiligen Sendedioden, welche bei höheren Leistungen zu einer Zerstörung der Sendedioden führen können, vermieden werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausföh-rungsbeispfetes näher erläutert. In dieser zeigen Fig.1 schematisch einen Ausschnitt aus einem mit 4$ Uchtwetienleitem aufgebauten digitalen Telefon- und Datennetz und RgÜ Einzelheiten einer Baugruppe der Anordnung von Fig.1.

Bei der Anordnung nach Fig.1 gehen von einem Vermittlungsamt oder -knoten i von SingEemodefesem gebildete Lichtwellentetter 2 aus, von welchen einer dargestellt ist. Derartige Uchfwellenletter ermöglichen gleichzeitige Gesprächs- und Datenübertragung in beiden Richtungen über «ne einzige Raser mit hohen so Übertragungsraten von einigen zehn MBd, wobei beispielsweise für die eine Obertragungsrichtung eine Wellenlänge von etwa 1300 nm und für die andere Übertragungsrichtung eine Wellenlänge von etwa 1500 nm eingesetzt wird. Die geringe Dämpfung solcher Uchtwellenleiter bei der angegebenen Betriebsart erlaubt die Überbrückung von Entfernungen von 5 Ws 10 km ohne Zwischenverstärker, wobei erforderlichenfalls noch passive Verzweigungen auf mehrere Uchtwellenleiter vorgesehen sein können 5s Bei Verzweigungen des vom Vermittlungsamt oder -knoten 1 kommenden Uchtwellenleiters 2 auf eine größere Anzahl von Leitungen, beispielsweise bei der Einführung in ein Wohn- oder Industriegebäude, besteht grundsätzlich die Möglichkeit der Anwendung eines Multiplexers mit örtlicher Stromversorgung, in welchem die optischen Signale des Lichtwellenleitsrs in elektrische Signale für die Endgeräte einzelner 3

Claims (6)

1. AT 397 744 B Teilnehmer umgewandelt werden und umgekehrt, wobei dann die Endgeräte der Teilnehmer Ober Kupferiei-tungen an den Multiplexer angeschlossen sind. Ein derartiger Multiplexer ist ein kompliziertes und teures Gerät mit relativ hoher Leistungsaufnahme. Wollte man die optischen Signale des Lichtweilenleiters 2 über passive Verzweigungen bis an die $ Endgeräte der Teilnehmer heranführen, dann müßten auch innerhalb des Gebäudes die mechanisch heiklen Singlemodefasern eingesetzt werden und jedes einzelne Endgerät müßte als Sender eine teure, für Singlemodebetrieb geeignete modulierbare Laserquelle enthalten. Um die Heranführung der optischen Signale vom Lichtwellenleiter 2 bis an die Endgeräte der Teilnehmer wirtschaftlicher zu gestalten, wird vorgeschlagen, bei der Anschlußstelle des Uchtweiientetters 2 jo für ein Gebäude mit mehreren Teilnehmern einen Signalverzweiger 3 vorzusehen, der die über den von einer Singlemodefaser gebildeten LichtwellenJeiter 2 ankommenden Signale an eine Muftimodefaser 4 für die Hausverkabeiung weiterleitet und der von den Endgeräten der Teilnehmer Ober die Muttimodefaaer 4 ankommende optische Signale auf eine für die Weiterleitung über die Singlemodefaser des Lichtwellenlei-ters 2 geeignete Wellenlänge umsetzt Die Multimodefaser 4 kann die auf der Singlemodefaser des 15 Uchtwellenteiters 2 üblichen Wellenlängen von 1300 nm und 1500 nm ohne weiters übertragen, jedoch wird für die Gegenrichtung gebäudeintem eine Wellenlänge von etwa 800 nm aus ökonomischen Gründen bevorzugt, weil dadurch für die Sender in den Endgeräten der Teilnehmer preisgünstige Laserlichtquellen eingesetzt werden können. Zwischen dem Signalverzweiger 3 und den Endgeräten 5 der Teilnehmer können je nach Bedarf Verzweigungen 6 und 7 in einer oder mehreren Stuten vorgesehen sein. 20 Einzelheiten einer Ausführungsform eines Signaiverzweigers 3 and in Fig.2 daigestelii Der Signalverzweiger weist eingangsseitig und ausgangsseitig als Weiche je einen Duplexer 8, Θ auf, welche insbesondere die Signale wellenlängenabhängig trennen. Das vom Vermittlungsamt oder -knoten über den LichtweNen-le'rter 2 ankommende Singlemodesignal mit einer Wellenlänge von beispielsweise 1300 nm kann im einfachsten Fall auf dem in Fig.2 oberen Zweig über den Duplexer 8 und den Duplexer 9 im wesentlichen äs unverändert auf die Multimodefaser 4 weitergeleitet werden, wogegen das von einem Teilnehmer-Endgerät über die Muftimodefaser 4 ankommende Signal mit einer Wellenlänge von beispielsweise 800 nm über den Duplexer 9 in dem in Fig.2 unteren Zweig einem in eine Öbertragungerichtung wirksamen Verstärker zugeführt wird, der das ankommende Signal in ein optisches Signal mH geeigneter Wellenlänge und Schwingungsart zur Weiterleitung über den Duplexer 9 auf den von einer Singlemodefaser gebildeten 30 Uchtwellentelter 2 umwandelt. Ebne einfache Möglichkeit hierfür besteht in der Anordnung eines Bauteiles 10, bestehend aus einer Fotodiode mit einem nachgeschalteten Verstärker -für das von der Fotodiode gelieferte elektrische Signal und Aneteuorung einer infrarot- bzw. Laserdiode 11 mit dem verstärkten elektrischen Signal, wodurch von den Teilnehmer-Endstellen ankommende optische Signale in umgewandelter Form zum Vermittlungsamt oder -knoten weitergeleitet werden. 35 Eine ähnliche Anordnung wie im unteren Zweig der Ftg.2 kann bei Bedarf zur Welieniangenumsetzung und/0der Modenwandiung, wie strichliert als Bauteil 12 angedeutet, auch im oberen Zweig zwischen den Duplexem 8 und 9 vorgesehen werden. Die Übertragungsrichtungen in den beiden Zweigen sind mit Pfeilen 13,14 angedeutet Die Ausstattung der beiden Zweige des Signaiverzweigers hängt unter anderem auch von der räumli-4o eben Ausdehnung des Muftimodafasemetzes und von der Anzahl der zu versorgenden Teilnehmer ab. Die Lange der Muitimodefaser wird in einem (deinen Gebäude kaum 100 m betragen, kann sich aber iit einem großen Gebäude bis auf etwa 1000 m erstrecken.. Wann dies für einen geplanten späteren Ausbau einer Anlage zweckdienlich erscheint können für die Hausverkabelung von vornherein Singlemodefasem eingesetzt werden, wobei aber für die Sender in den 45 Endgeräten bei den geringen Leitungslängen innerhalb des Gebäudes dennoch die preiswerten Laserdioden für eine Wellenlänge von etwa 800 nm zu verwenden sind. Patentansprüche so 1. Signahrerzwetger für die Verbindung von Glasfasemetzen mit Endgeräten, insbesondere zur Verbindung von Singlemodetesemetzen mit Multimodefasemetzen, wobei zwischen einem Vermittlungsamt oder -knoten und dem Signalverzweiger eine für beide Obertregungsrichtungen wirksame Singlemodefaser vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverzweiger zwei Weichen (8,9) und in einem der zwischen den Weichen (8,9) liegenden Zweige einen in einer Obertragungsrichtung (13,14) 55 wirksamen Modenwandler (10,11,12) aufweist.
2. 2. Signalverzweiger nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß der Modenwandler als an ach bekannter optoelektronischer Verstärker (10,11) ausgebildet ist. 4 AT 397 744 B
3. 3. Signalverzweiger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Modenwandier als Walienlänganwandter ausgebildet ist
4. 4. Signalverzweiger nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Modenwandier als Regenerierschaltung ausgebildet ist, der die Impulsform und die lmpufs>2eHlage auffrischt & Signalverzweiger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß der Sender des Wellenlän-genwandlers eine größere Wellenlänge abstrahlt als der Empfänger empfängt
5. 6. Signaiverzweiger nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet daß in dem zweiten Zweig zwischen den beiden Weichen (8*9) ein zum Modenwandier (12) im Veretfirkerswetg komplementärer Modenwandler, gegebenenfalls ein optoelektronischer Versiarker-Moderrwandier (10,11), angeordnet Ist
6. 7. Signaiverzweiger nach Anspruch e, dadurch gekennzeichnet das die Weichen <8.9) als wellenlängenselektive Weichen ausgebildet sind Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 5