CN1011017B - 光信号通过光波导体的双向传输方法 - Google Patents

Abstract

一种光信号在两个用光波导体连接起来的通讯站之间的双向传输方法。发射部分采用由激光二极管(6)和监控二极管(7)组成的激光模件(4)。激光模件中的监控二极管在发射间歇时亦可用作接收对方传来信号的接收器。每个站上的激光模件中的监控二极管用作接收器，在本站的发射间歇期间接收从另一站传来的信号。

Description

本发明涉及两个用光波导体连接起来的通讯站之间光信号的双向传输方法。使用这种方法，光信号由两站中安装的光发射器之一发射出去，中间，经过光波导体构成的传输线路段传输后，在传输线路段另一端的站被接收;使用这种方法，光信号在一个发射方向工作的间歇期间，由另一发射方向发射并经光波导体传输，而且发射器同时又可作为接收器使用（DE-OS2905734）。

今天，在通讯领域经光波导体（以下简称“光导”）传输信号或数据的所有光传输系统全部按此方法进行工作。例如在已知的技术中，发射光信号使用的是激光二极管或激光模件，在激光模件中，激光二极管和用于控制激光二极管的监控二极管结合在一起。这种激光模件比如在DE-Z“AEG-德律风根科学报告杂志（Wiss.Ber.AEG-TELEFUNKEN）（1980）第53期1-2”第56页上已有介绍。利用监控二极管和附加的调节器，可以对激光二极管的功率进行调节及控制。在使用没有监控二极管的激光二极管时，只有在线路技术上花费高额代价才能做到这一点。激光二极管在制造时由于工艺技术引起的散射以及温度和老化的影响，通过使用监控二极管可以轻而易举地加以调整和控制。因此，这些因素对激光模件中激光二极管的功率不会产生影响。

在GB-OS2，000，373中介绍了一种二极管，这种二极管既 可用作发射二极管，又可用作相同波长的接收二极管。这份文献中还提到，这种二极管可以装在一条光导纤维的两端进行交替式的工作，并且可以按照工作方式进行转换。关于光的传输情况，这份文献中没有进一步加以说明。

DE-OS3203094介绍的是一种用于半双工工作方式的发光二极管电路。使用这种电路，可以经光导双向传输信息。传输时，同一个发光二极管既可用作发射器，又可用作接收器。利用晶体管电路，可以把发光二极管要么转换成发射器，要么转换成接收器。这种已知电路在接收工作方式下效率很低，因为发光二极管是按发射二极管而不是按接收二极管设计的。这样，信息经光导传输的距离就非常有限，因为接收信号转换的效率太低。因此，在通讯技术中，使用这种已知的电路传送位传输率高的信息是不可能的。

在前面提到的DE-OS2905734介绍的方法中，用来作光发射器同时又是光接收器的是一种发射光的半导体元件，这种元件可以是二极管。使用这种半导体元件与DE-OS3203094中介绍的电路中的二极管情况大致相同。这种半导体元件也是按发射组件设计的。因而转换接收信号的效率也很低。此外，在这种已知的电路中，输入放大器使用的是运算放大器，这种放大器是一种对弱信号不够灵敏的元件，所以，这种已知的方法也只能用于短距离的（比如装在汽车上）和位传输率低且接收信号需足够强的通讯中。

本发明的任务是提出一种用于光信号经光导双向传输的方法，这种方法工作效率高，且发射器和接收器分别使用同一个组件。

根据本发明，利用本文开头所介绍的那种方法解决这项任务的方式是：

-光发射器使用由激光二极管和监控二极管组成的激光模件;

-在每个站上，激光模件中所包含的监控二极管用作接收器，

在本站的发射间歇期间接收从另一站传来的光信号。

这种方法使用的是已知的激光模件。同激光二极管及其它可发射光的半导体相比，这种模件的优点是：其中激光二极管的功率可以用监控二极管简单而方便地加以调整。这时，激光模件中的监控二极管被用作接收二极管，据此，监控二极管也被设计成接收二极管。这样，监控二极管接收光信号的性能极佳，并且转换接收信号的效率也很高。因此，这种方法也适用于远距离和高速率的通讯传输。监控二极管也能接收弱信号，并可进行圆满的转换。这种方法的另一个优点是：对于发射工作和接收工作之间的转换，激光模件，尤其是监控二极管从线路技术上不必作任何改动，因为监控二极管在这两种情况下都被用作接收二极管。在接收工作时，只不过需要在监控二极管的电路中接通一个适当的接收器而已。

在接收工作期间，激光模件中的激光二极管原则上可以用作已接收信号的放大元件。

本发明的有利的结构形式都将在下面叙述到。

下面借助于图中所绘的结构实例详细说明本发明的方法。

图1是用于实施本发明所述方法的光导通讯线路段的示意图;

图2是可用于本方法的激光模件的电路原理图;

图3是用于获得接收信号的电路。

图中1和2表示两个站，二者之间敷设有用于传输通讯技术中的光信号的光导3。光导3在1、2两站上分别与激光模件4相连接，激光模件的结构见于图2中。1和2两站中其它的已知组件分别用方 框5表示。光信号经光导3可以双向传输。传输的方法是：当一个传输方向处于发射间歇时，另一个传输方向的信号就发射出去。传输的方法比如可以使用传统的金属导体传输技术中已知的时分多路传输方法。信号既可以模拟形式传输，也可以数字形式传输。

根据图2，为传输信号或数据，分别使用一个激光模件4，激光模件4中包括一个用作光发射器的激光二极管6和一个监控二极管7。激光二极管6由一个比如可提供5伏电压的电源馈电。光导3接于激光二极管6的发射端。监控二极管7位于激光二极管6的控制端。监控二极管7上接有调节器8，作为额定值，送给调节器8一个基准电压，该基准电压比如相当于激光二极管6的功率为0.25毫瓦。调节器8与执行机构9相连，执行机构9位于激光二极管6的串联电路中。将需要发射的信号或数据调制好后，按已知的方式送到激光二极管6。这些信号或数据比如可以经执行机构9的输入端E馈入。执行机构9比如可以是任意一只三极管。

在传输信号或数据时，激光二极管6一方面向光导3的方向发射光或光脉冲，另一方面又向监控二极管7发射光或光脉冲。到达监控二极管7的光的功率与发射功率成正比。由监控二极管7提供的电流在调节器8中同相应基准电压的额定值进行比较。调节器8根据这一电流的大小，经过执行机构9随时对通向激光二极管6的电流进行调整，使激光二极管6预先给定的光功率得到保持。这里所说的“光功率”是指激光二极管6的发射功率。

在发射间歇，激光二极管6不发射光。在这段时间内，激光模件4中的监控二极管7作为接收器，接收经光导3传来的信号。监控二极管7特别适宜于分接接收信号，因为该二极管这时是反向，也就是 作为接收二极管工作的。从光导3传来的信号在监控二极管7中产生一个与光功率成正比的电流，该电流馈送到接收机10，馈送时需经过放大器11，放大器11利用开关12可以同监控二极管7接通。放大器11比如可以做成变阻放大器。开关12只是在所属激光模件4的发射间歇期间闭合。当激光二极管6发射突发信号时，开关12启开。在接收机10和放大器11之间还可以接通受控制的放大器13，该放大器用来对接收信号进行调整。

开关12可以以任意的三极管做成。使用低电容的金属氧化物场效应晶体管特别适宜。为了进行屏蔽，放大器11和开关12最好装于封闭的金属外壳14里，该外壳在图3中用虚线表示。

在接收工作间期，接收站的激光二极管6可以用小于二极管阈值电流的电流馈电。这样，在接收信号时，这种方法的效率还可以进一步得到改善。激光二极管6以近似于放大器功能的方式工作。

Claims (5)

1、在两个通过光波导体相连的站之间双向传输光信号的方法，在该方法中，信号分别由一个设在站上的光发射器发射出并在站中的通过光波导体形成的传输线路的终端由一个光接收器接收，在该方法中，一个发射方向的信号在另一个发射方向处于发射间歇时通过光波导体进行传输，在该方法中，发射器和接收器合成为一个部件，该部件既被用做一个发射方向的发射器，又被用做另一个发射方向的接收器，并直接与光波导体相接，其特征在于，

做为部件，采用由激光二极管(6)和监控二极管(7)组成的激光模件(4)，在该激光模件中，监控二极管(7)在激光二极管(6)进行发射操作时用于控制激光二极管，并且，激光模件(4)中所包含的监控二极管(7)在各个站(1，2)均被用做接收器，接收在一个站处于发射间歇时来自另一个站的信号。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于：流经监控二极管（7）、与接收的光功率成正比的电流经过放大器（11）馈送到接收机（10）。

3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于：

在监控二极管（7）和放大器（11）之间装有开关（12）。

4、根据权利要求1至3中之一的方法，其特征在于：

放大器（11）和开关（12）装在一个金属外壳（14）里。

5、根据权利要求1至4中之一的方法，其特征在于：

激光模件（4）中的激光二极管（6）在接收工作时加有一个小于其阈值电流的电流。