DE10012270A1 - Optischer Header - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen optischen Header für Komponenten, die an einen optischen Datenbus angeschlossen sind, mit einem den Eingangs- und Ausgangs-Port des Headers verbindenden optischen Bypass. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der optische Bypass ein optisches Tor enthält, das bezüglich seiner Einfügungsdämpfung von der Komponente elektronisch so gesteuert ist, dass bei einem Ausfall der Komponente das optische Tor eine minimale Einfügungsdämpfung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Header für Komponenten, die an einen optischen Datenbusses angeschlossen sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In den an einen optischen Datenbus angeschlossenen Komponenten dienen optische Header dazu, den Datenaustausch zwischen dem Datenbus und den Komponenten zu ermöglichen. Handelt es sich bei den Komponenten um elektronische Geräte, dann sind die Hea­ der mit einem optoelektronischen Sender und Empfänger aus­ gestattet, in denen die optischen Datenbus-Signale in elek­ tronische Signale gewandelt werden und umgekehrt.

Es sind Komponenten für einen optischen Datenbus bekannt, die im Header eine Lichtwellenleitereinrichtung zur direkten Ver­ bindung der Ein- und Ausgangs-Ports aufweisen. Die bekannte Lichtwellenleitereinrichtung bildet bezüglich der Komponente einen eingangseitigen, stationären Bypass für den Lichtsig­ nalstrom des Datenbusses (EP-B1-0351236).

Wenn der optische Datenbus eine Ring-Topologie, wie es z. B. bei optischen Bussystemen in Kraftfahrzeugen der Fall sein kann, dann tritt durch den Ausfall eines Busteilnehmers oder durch einen teilweisen Ausfall dieser Komponente ein Totalausfall des Datenbussystemes auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen optischen Header für Kompo­ nenten eines optischen Datenbusses zu schaffen, der das Daten­ bussystem mit Notlaufeigenschaften versieht, die den Busbetrieb bei Ausfall einer Komponente aufrechterhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung beruht darauf, dass im Header der Komponenten zwischen dem Ein- und Ausgangs-Port ein optischer Bypass mit einem elektronisch schaltbaren optischen Tor integriert ist. Das optische Tor weist im Normalfall einer ordnungsgemäß funk­ tionierenden Komponente für den Lichtsignalstrom des Datenbus­ ses eine maximale Einfügedämpfung auf. Dadurch fließt nur ein geringer Anteil der Intensität des Lichtsignalstromes über den Bypass und der Haupteil der Intensität des Lichtsignalstromes in die Komponente.

Bei einem Ausfall oder einem Teilausfall einer Komponente wird das optische Tor in einen Zustand einer minimalen Einfügedämp­ fung gesteuert. Diese Steuerung ist selbsttätig, elektronisch von der fehlerhaften Komponente dadurch initiiert. Dadurch wird ein großer Anteil der Intensität des Lichtsignalstromes über den Bypass an der defekten Komponente vorbeigeleitet und kann auf dem Datenbus einen Notlaufbetrieb aufrechterhalten.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich eine einfache und sichere Möglichkeit zur Aufrechterhaltung eines Notlaufbetrie­ bes auf einem optischen Datenbus in Ring-Topologie. Die selbst­ tätig von den fehlerhaften Komponenten ausgeführte Steuerung des optischen Bypasses bietet neben der damit erreichbaren Be­ triebssicherheit auch einen Preisvorteil für die Impleentie­ rung eines sicheren Datenbussystemes und erhebliche Vorteile für den Service und der Wartung des Bussystemes. In einer Wei­ terbildung der Erfindung ist eine kostengünstige Fertigungsmög­ lichkeit für den optischen Bypass angegeben.

Anhand der Zeichnung ist nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Prinzipbild einer Komponente eines optischen Datenbussystemes mit ihrem optischen Header und dem Datenbusstecker,

Fig. 2 zeigt einen optischen Bypass für einen erfindungsgemäßen optischen Header und

Fig. 3 zeigt eine technische Realisierung des optischen Bypas­ ses als ein Spritzgussteil.

Die in Fig. 1 gezeigte elektronische Komponente 1 eines opti­ schen Datenbussystemes ist in ihrem Eingang mit einem optischen Header 2 ausgerüstet, der einen Eingangs-Port 3, Ausgangs-Port 4, optischen Bypass 5, optoelektronischen Empfänger 6 und einen optoelektronischen Sender 7 aufweist. Die Komponente 1 ist über den Datenbusstecker 8 und Lichtwellenleiter 9 in den optischen Datenbus eingebunden.

Zum Verbindung der Komponente 1 mit dem optischen Datenbus wird der Datenbusstecker 8 in den Ein- und Ausgangs-Port 3, 4 des op­ tischen Headers gesteckt. Der Eingangs-Port 3 leitet den Licht­ signalstrom des Datenbusses auf den optoelektronischen Empfän­ ger 6 und der Ausgangs-Port 4 empfängt den Lichtsignalstrom der Komponente von dem optoelektronischen Sender 7 zur Rückleitung in den Datenbus. Zusätzlich sind die beiden Ports mit dem opti­ schen Bypass 5 überbrückt.

Der in Fig. 2 gezeigte optische Bypass 5 besteht aus den beiden T-Splittern 10 und 11 und einem elektronisch steuerbaren, opti­ schen Tor 12.

Mit einem T-Splitter wird die Intensität eines eintretenden Lichtsignalstromes auf einen direkten Pfad 13 und auf einen indirekten Pfad 14 aufgeteilt. Die beiden T-Splitter 10, 11 des optischen Bypasses 5 sind spiegelsymmetrisch angeordnet, sodass ihre indirekten Pfade 14 zueinander weisen und die direkten Pfade 13 mit dem optoelektronischen Empfänger 6 bzw. mit dem optoelektronischen Sender 7 verbunden sind. Das optische Tor 12 ist an der Verbindungsstelle der indirekten Pfade 14 optisch leitend in den Bypass integriert.

Die Pfade 13, 14 der T-Splitter 10, 11 sind bezüglich der Inten­ sitätsaufteilung jeweils asymmetrisch ausgebildet. Die indirek­ ten Pfade 14 können einen größeren Intensitätsanteil des Licht­ signalstromes führen als die direkten Pfade 13. Damit ist si­ chergestellt, dass bei einem Ausfall der Komponente der Daten­ busbusbetrieb an der Komponente vorbei mit korrekter Funktio­ nalität aufrechterhalten werden kann.

Als optisches Tor 12 ist ein Liquid Crystal Display (LCD) ein­ gesetzt, der durch Anlegen einer elektrischen Versorgungsspan­ nung 15 zwischen den Zuständen einer minimalen und maximalen optischen Einfügedämpfung elektronisch steuerbar ist. Der LCD ist bezüglich der Spannungssteuerung invertiert ausgebildet. Wenn bei einem Ausfall der Komponente 1 keine Versorgungsspan­ nung 15 an der LCD anliegt, dann befindet der LCD sich im Zu­ stand minimaler Einfügedämpfung und der Lichtsignalstrom kann ungehindert die indirekten Pfade 14 passieren.

Anstelle des LCDs können andere optische Komponenten, deren op­ tische Einfügedämpfung elektronisch steuerbar ist, als opti­ sches Tor 12 Verwendung finden; z. B. eine Kerr-Zelle.

Die in Fig. 2 gezeigten Richtungspfeile zeigen den Fluß der Lichtstromsignale in dem optischen Bypass 5 bei fehlendender Versorgungsspannung 15 an der LCD.

Damit die Kommunikation auf dem Datenbus auch bei Ausfall einer Komponente sichergestellt ist, muß für den optischen Header die gesamte optische Pegelbilanz unter Berücksichtigung der T-Splitter und der LCD für den Fehlerfall berücksichtigt wer­ den.

Der in Fig. 3 gezeigte optische Bypass 5 ist kostengünstig als ein Spritzgussteil aus einem Kunststoff-Material hergestellt. Das Kunststoff-Material weist die gleichen optischen Eigen­ schaften wie ein Lichtwellenleiter auf. Beim Spritzgießen des Bypasses wird das optische Tor 12 so in die Spritzgussform ein­ gesetzt, dass es in dem fertigestellten Spritzgussteil an der Verbindungsstelle der indirekten Pfade 14 optisch leitend inte­ griert ist.

Claims (6)

1. Optischer Header für Komponenten, die an einen optischen Da­ tenbus angeschlossen sind, mit einem den Eingangs- und Aus­ gangs-Port des Headers verbindenden optischen Bypass, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Bypass (5) ein optisches Tor (12) enthält, das bezüglich seiner Einfügungsdämpfung von der Komponente (1) elektronisch so gesteuert ist, dass bei einem Ausfall der Komponente (1) das optische Tor (12) eine minimale Einfügungsdämpfung aufweist.

2. Optischer Header nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzei­ chnet, dass das optische Tor (12) als ein Lyquid Crystal Dis­ play (LCD) ausgebildet ist.

3. Optischer Header nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzei­ chnet, dass das optische Tor (12) als eine Kerr-Zelle ausge­ bildet ist.

4. Optischer Header nach einem der vorangehenden Patentansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Bypass (5) aus zwei spiegelsymmetrisch angeordneten T-Splittern (10, 11) besteht, deren indirekte Pfade (14) zueinander angeord­ net sind, dass die indirekten Pfade (14) über das optische Tor (12) miteinander optisch verbunden sind und dass die direkten Pfade (13) mit dem optoelektronischen Empfänger (6) und dem op­ toelektronischen Sender (7) des Headers optisch verbunden sind.

5. Optischer Header nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, dass die T-Splitter (10, 11) bezüglich der Intensitätsan­ teile des auf dem direkten und indirekten Pfad (13, 14) führ­ baren Lichtstromsignales asymmetrisch ausgebildet sind und dass der direkte Pfad (13) jeweils einen kleineren Intensitätsanteil führen kann als der indirekte Pfad (14).

6. Optischer Header nach einem der vorangehenden Patentansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Bypass (5) als ein Spritzgussteil aus einem Kunststoff-Material her­ gestellt ist, das die gleichen optischen Eigenschaften wie ein Lichtwellenleiter aufweist und dass beim Spritzgießen des By­ passes das optische Tor (12) so in die Spritzgussform einge­ setzt ist, dass es in dem fertigestellten Spritzgussteil an der Verbind ungsstelle der indirekten Pfade (14) optisch leitend integriert ist.