Die Erfindung betrifft eine Sende-/Empfangseinrichtung, insbesondere Repeater-
Verstärker oder Signal-Converter, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patenan
spruchs 1.
Repeater-Verstärker oder Converter dienen zur Signalverstärkung in langen Übertra
gungsstrecken bzw. zur Umsetzung eines Signals in eine andere Signalform. Signal-
Converter können als optische Signal-Converter ausgebildet sein und dienen z. B. der
Anbindung eines lokalen Netzes (LAN) an ein Weitverkehrsnetz (WAN). Da aus Ko
stengründen im LAN in der Regel optische Signale mit einer Wellenlänge von ca. 1.300
nm und im WAN wegen der erzielbaren geringeren Streckendämpfung und größeren
Bandbreite Wellenlängen um 1.500 nm verwendet werden, sind zur Anbindung des
LAN an das WAN Converter erforderlich, die eine entsprechende Umsetzung der
Signale vornehmen.
Fig. 1 zeigt einen derartigen optischen Signal-Converter, der von der Anmelderin seit
längerer Zeit hergestellt wird, in Form eines schematischen Blockdiagramms. Die als
Converter ausgebildete Sende-/Empfangseinrichtung 1 umfasst eine optische Emp
fangseinheit 3, deren Signaleingang 3a ein zu empfangendes optisches Signal SE1 zuge
führt ist, und eine optische Sendeeinheit 5, an deren optischen Signalausgang 5b das
konvertierte optische Ausgangssignal SA1 erzeugt wird. Der optische Signaleingang 3a
kann mit einem Lichtwellenleiter einer ersten Übertragungsstrecke (nicht dargestellt),
z. B. eines LAN verbunden werden. Das zu empfangende optische Eingangssignal SE1
wird von der Empfangseinheit 3 optisch/elektrisch gewandelt, so dass am Signalaus
gang 3b der Empfangseinheit 3 ein elektrisches Signal vorliegt. Der Signalausgang 3b
ist mit einer ersten Einheit zur Signalaufbereitung 7 verbunden, die aus dem ihr zuge
führten elektrischen Signal eine Taktrückgewinnung vornimmt und den erzeugten Takt
zur Aufbereitung des Signals verwendet, z. B. eine Abtastung des der Einheit 7 zuge
führten Signals jeweils in der Mitte eines Bit vornimmt und entscheidet, ob das jeweili
ge Bit als logisch "0" oder logisch "1" zu interpretieren ist. Das wiederaufbereitete
Signal, das am Ausgang der ersten Einheit zur Signalaufbereitung 7 vorliegt, wird über
eine Schalteinheit 9 dem elektrischen Signaleingang 5a der optischen Sendeeinheit 5
zugeführt. Das am elektrischen Signaleingang 5a anliegende, wiederaufbereitete Signal
dient zur Modulation eines in der optischen Sendeeinheit 5 enthaltenen Lasers, dessen
Signal als optisches Ausgangssignal SA1 auf eine zweite optische Übertragungsstrecke
(nicht dargestellt) gegeben wird, die mit dem optischen Signalausgang 5b der Sendeein
heit 5 verbunden werden kann.
Da Übertragungsstrecken in der Regel zumindest im Halbduplex-Betrieb betrieben
werden, umfasst die in Fig. 1 dargestellte bekannte Sende-/Empfangseinrichtung 1 des
Weiteren eine weitere optische Empfangseinheit 11, deren optischen Signaleingang 11a
ein zu empfangendes optisches Empfangssignal SE2 zuführbar ist. Hierzu kann selbst
verständlich der Signaleingang 11a der optischen Empfangseinheit 11 wiederum mit
einem Lichtwellenleiter der zweiten Übertragungsstrecke verbunden werden.
Das am elektrischen Signalausgang 11b der optischen Empfangseinheit 11 vorliegende
empfangene Signal wird wiederum einer weiteren Einheit zur Signalaufbereitung 13
zugeführt. Diese ist in ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise identisch mit der Einheit
zur Signalaufbereitung 7. Das Ausgangssignal der Einheit zur Signalaufbereitung 13
wird über die Schalteinheit 9 einem elektrischen Signaleingang 15a einer weiteren opti
schen Sendeeinheit 15 zugeführt. Die optische Sendeeinheit 15 wandelt das ihr zuge
führte elektrische Signal elektrisch/optisch und erzeugt an ihrem optischen Signalaus
gang 15b ein optisches Ausgangssignal SA2, welches wiederum der ersten Übertra
gungsstrecke zugeführt werden kann. Hierzu kann ein Lichtwellenleiter der ersten
Übertragungsstrecke mit dem optischen Signalausgang 15b der optischen Sendeeinheit
15 verbunden werden.
Die erste bzw. zweite optische Übertragungsstrecke kann grundsätzlich aus einem ein
zigen Lichtwellenleiter bestehen, der kurz vor der betreffenden Empfangseinheit bzw.
der betreffenden Sendeeinheit mittels eines 1 × 2-Kopplers zum optischen Signaleingang
der betreffenden Sendeeinheit bzw. zum optischen Signalausgang der betreffenden
optischen Sendeeinheit verzweigt. Zur störungsfreien Übertragung sowohl des Emp
fangssignals als auch des Sendesignals über den einzigen Lichtwellenleiter können die
beiden Signale bei unterschiedlichen Wellenlängen liegen und der Koppler als wellen
längenselektiver Koppler ausgebildet sein, so dass das Empfangssignal nur dem Ein
gang der betreffenden Empfangseinheit zugeführt wird.
Selbstverständlich kann die Übertragungsstrecke jedoch auch durch zwei Lichtwellen
leiter gebildet sein, wobei jeweils ein Lichtwellenleiter für das Empfangssignal und das
Sendesignal verwendet wird. Für die zweite Übertragungsstrecke gelten diese Möglich
keiten analog.
Die bereits erwähnte Schalteinheit 9 beinhaltet insgesamt vier Schalter I bis IV, deren
Schaltstellung von einer Auswerte- und Steuereinheit 17 steuerbar sind. Im normalen
Sende-/Empfangsbetrieb der Sende-/Empfangseinheit steuert die Auswerte- und Steuer
einheit 17 die Schalteinheit 9 so an, dass die Schalter I und II geschlossen und die
Schalter III und IV geöffnet sind. Demzufolge ist der zuvor beschriebene Signalpfad
zwischen dem Ausgang 3b der Empfangseinheit 3 und dem Eingang 5a der Sendeein
heit 5 sowie der Signalpfad zwischen dem Ausgang 11b der Empfangseinheit 11 und
dem Eingang 15a der Sendeeinheit 15 geschlossen.
Zu Testzwecken kann die Auswerte- und Steuereinheit 17 die Schalteinheit 9 so ansteu
ern, dass die Schalter I und II geöffnet und die Schalter III und IV geschlossen sind. In
diesem "Loop"-Betrieb der Sende-/Empfangseinrichtung 1 wird das empfangene Signal
SE1 nicht der Sendeeinheit 5, sondern der Sendeeinheit 15 und damit erneut der ersten
Übertragungsstrecke zugeführt. In gleicher Weise wird im "Loop"-Betrieb das Emp
fangssignal SE2 der Sendeeinheit 5 und damit erneut der zweiten Übertragungsstrecke
zugeführt.
Hierdurch kann am jeweils entfernten Ende der ersten bzw. zweiten Übertragungsstre
cke die Funktionsfähigkeit der Sende-/Empfangseinrichtung 1 überprüft werden. Eben
so können vom jeweils entfernten Ende der Übertragungstrecken aus Messungen zur
Bestimmung der Signalqualität oder der Qualität der Eigenschaften der Übertragungs
strecken durchgeführt werden.
Bei dieser bekannten Sende-/Empfangseinrichtung, die für Signale mit hohen Bitraten
bis 2,5 Gbit ausgelegt ist, bestand das Problem, dass trotz der Signalwiederaufbereitung,
die aus Gründen eines möglichst hohen Störabstands unmittelbar nach der jeweiligen
Empfangseinheit durchgeführt wurde, am elektrischen Signaleingang 5a der Sendeein
heit 5 bzw. am elektrischen Signaleingang 15a der Sendeeinheit 15 kein optimales Sig
nal vorlag. Verursacht ist dieser Effekt durch die endlich langen Signalpfade zwischen
den Einheiten zur Signalaufbereitung 7, 13 und den Signaleingängen 5a, 15a, die je
weils über die Schalteinheit 9 führen.
Derartige Sende-/Empfangseinrichtungen sind auch aus der DE 29 42 410 C2
und der US 4,815,101 bekannt. In beiden Schriften sind Repeater-Verstärker
offenbart, bei denen im Vorwärtszweig und Rückwärtszweig jeweils eine einzige
Einheit zur Signalaufbereitung mit Taktregenerierung vorgesehen ist. Die Ein
heiten bestehen jeweils aus mehreren Komponenten, nämlich im Fall der
DE 29 42 410 C2 aus einem geregelten Entzerrer, einem Amplituden- und Zeitentschei
der und einem Verstärker und im Fall der US 4,815,101 aus einem Equalizer,
einem Regenerator und einem Verstärker.
Auch bei diesen Repeater-Verstärkern besteht daher das Problem, dass am Aus
gang jedes Signal-Übertragungspfads kein optimales Signal vorliegt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde,
eine Sende-/Empfangseinrichtung, insbesondere Repeater-Verstärker oder Signal-
Converter zu schaffen, bei der das elektrische Signal am Eingang der Sendeeinheit
einen möglichst optimalen Verlauf zeigt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass durch den Einsatz einer zusätzlichen
Einheit zur Signalaufbereitung, die jeweils unmittelbar vor dem elektrischen Signalein
gang der Sendeeinheit angeordnet ist, Signalstörungen, die im Pfad zwischen der Emp
fangseinheit bzw. der unmittelbar nach der Empfangseinheit angeordneten ersten Ein
heit zur Signalaufbereitung entstehen, sicher beseitigbar sind.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Sende-
/Empfangseinrichtung jeweils eine Empfangseinheit und eine Sendeeinheit für beide
Übertragungsrichtungen auf. In beiden Zweigen sind jeweils unmittelbar nach der Emp
fangseinheit und vor der Sendeeinheit Einheiten zur Signalaufbereitung vorgesehen.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist unmittelbar nach jeder Emp
fangseinheit ein Signalsplitter vorgesehen, wobei jeweils ein Ausgang des Signalsplit
ters mit dem Eingang der zugehörigen Sendeeinheit der jeweiligen Übertragungsrich
tung verbunden ist. Ein anderer Ausgang des Signalsplitters ist mit der Sendeeinheit der
jeweils anderen Übertragungsrichtung verbunden. Hierzu ist vor jeder Einheit zur
Signalaufbereitung, die vor der betreffenden Sendeeinheit angeordnet ist, ein Umschal
ter vorgesehen. Der Umschalter kann von einer Auswerte- und Steuereinheit jeweils so
angesteuert werden, dass entweder das Signal der zugehörigen Empfangseinheit (d. h.
das Signal der zugehörigen Übertragungsrichtung) oder das Signal der Empfangsein
heit, die im Pfad der jeweils anderen Übertragungsrichtung liegt, der Einheit zur Signal
aufbereitung zugeführt wird.
Durch diese Anordnung ergibt sich der Vorteil, dass die Auswerte- und Steuereinheit
lediglich zwei Steuersignale für die beiden Umschalter erzeugen muss, wogegen bei der
Sende-/Empfangseinheit nach dem vorbeschriebenen Stand der Technik vier Signale
erzeugt und der Schalteinheit 9 zugeführt werden müssen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist diejenige Einheit zur Signalaufberei
tung, die unmittelbar nach der zugehörigen Empfangseinheit angeordnet ist, einen
schmaleren Fangbereich zur Taktwiedergewinnung auf (diese erfolgt in der Regel mit
tels einer Phasenregelschleife) als die Einheit zur Signalaufbereitung, die unmittelbar
vor der zugehörigen Sendeeinheit angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass
lediglich diejenige Einheit zur Signalaufbereitung hinsichtlich des Einrastens auf das
Empfangssignal überwacht werden muss, die den schmaleren Fangbereich aufweist.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer bekannten Sende-/Empfangs
einrichtung und
Fig. 2 eine Ausführungsform einer Sende-/Empfangseinrichtung nach der Erfin
dung.
Fig. 2 zeigt eine Sende-/Empfangseinrichtung 100, die wie die in Fig. 1 dargestellte
Sende-/Empfangseinrichtung 1 eine optische Empfangseinheit 3, eine optische Sende
einheit 5, eine weitere optische Empfangseinheit 11, eine weitere optische Sendeeinheit
15, eine Auswerte- und Steuereinheit 17 sowie eine Einheit zur Signalaufbereitung 7
und eine weitere Einheit zur Signalaufbereitung 13 aufweist. Die Funktionen dieser
Einheiten entsprechen den eingangs im Zusammenhang mit der Sende-
/Empfangseinrichtung nach Fig. 1 beschriebenen Funktionen.
Abweichend von der Sende-/Empfangseinrichtung 1 in Fig. 1 weist die Sende-
/Empfangseinrichtung 100 zwei Signalsplitter 102, 104 auf, wobei die Signalsplitter der
Einheit zur Signalaufbereitung 7 bzw. der weiteren Einheit zur Signalaufbereitung 13
nachgeschaltet sind.
Des Weiteren ist jeweils unmittelbar vor der Sendeeinheit 5 bzw. 15 eine weitere Ein
heit zur Signalaufbereitung 106 bzw. 108 angeordnet. In ihren Funktionen entsprechen
die Einheiten zur Signalaufbereitung 106 und 108 den Einheiten zur Signalaufbereitung
7 und 13. Durch den resultierenden sehr kurzen Signalpfad zwischen der Einheit zur
Signalaufbereitung 106 und der Sendeeinheit 5 bzw. der Einheit zur Signalaufbereitung
108 und der Sendeeinheit 15 ergibt sich jeweils ein optimales elektrisches Signal, mit
dem in der Sendeeinheit 5 bzw. 15 eine Modulation des Sendelasers erfolgen kann.
Den Einheiten zur Signalaufbereitung 106 und 108 ist jeweils ein Umschalter 110 bzw.
112 vorgesehen. Jeweils ein Ausgang des Signalsplitters 102 bzw. 104 ist mit einem
Eingang des im Pfad derselben Signalrichtung vorgesehenen Umschalters 110 bzw. 112
verbunden. Ein anderer Ausgang des Signalsplitters 102 bzw. 104 ist mit einem weite
ren Eingang des Umschalters im Signalpfad der jeweils anderen Übertragungsrichtung
verbunden.
Auf diese Weise kann die Auswerte- und Steuereinheit 17 jeden der Umschalter 110,
112 so ansteuern, dass entweder ein normaler Sende-/Empfangsbetrieb der Sende-
/Empfangseinrichtung 100 möglich ist oder ein "Loop"-Betrieb. Hierzu sind lediglich
zwei Steuersignale bzw. Steuerleitungen erforderlich.
Wie in Fig. 2 dargestellt, können die Einheit zur Signalaufbereitung 106 und der Um
schalter 110 bzw. die Einheit zur Signalaufbereitung 108 und der Umschalter 112 inte
griert ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich ein vereinfachter Aufbau und ein geringer
Montageaufwand für die Sende-/Empfangseinrichtung 100.
Die Einheiten zur Signalaufbereitung 7 und 13 erzeugen an einem entsprechenden Aus
gang jeweils ein Signal, welches der Auswerte- und Steuereinheit 17 zugeführt ist und
welches anzeigt, ob eine Taktwiedergewinnung aus dem jeweils empfangenen und
optisch/elektrisch gewandelten Empfangssignal möglich ist. Die Taktwiedergewinnung
kann in bekannter Weise mittels einer Phasenregelschleife erfolgen. Der Fangbereich
der Taktwiedergewinnung ist bei den Einheiten zur Signalaufbereitung 7 und 13 jeweils
schmaler gewählt als der Fangbereich zur Taktwiedergewinnung der Einheiten zur
Signalaufbereitung 106 und 108. Hierdurch ist gewährleistet, dass in den Einheiten zur
Signalaufbereitung 106 und 108 in jedem Fall eine Taktwiedergewinnung erfolgt, wenn
diese von den Einheiten zur Signalaufbereitung 13 und 7 mittels des entsprechenden
Signals angezeigt wird.
Diese der Auswerte- und Steuereinheit 17 zugeführten Signale können von der Aus
werte- und Steuereinheit 17 beispielsweise dazu verwendet werden, um im Fall einer
fehlenden Taktwiedergewinnung die Sendeeinheiten 5 und 15, insbesondere deren Sen
delaser abzuschalten. Des Weiteren kann die Auswerte- und Steuereinheit 17 ein Fehler
anzeigesignal erzeugen, das entweder zur Erzeugung eines optischen oder akustischen
Signals dient oder einer übergeordneten Auswerte- und Steuereinheit zugeführt ist.
Durch das Vorsehen eines jeweils schmaleren Fangbereichs für die Taktrückgewinnung
bei den Einheiten zur Signalaufbereitung 7 und 13 wird erreicht, dass der Auswerte-
und Steuereinheit 17 nur zwei auszuwertende Signale zugeführt werden müssen, d. h.
lediglich zwei Signalleitungen erforderlich sind, und dass die Auswerte- und Steuerein
heit 17 lediglich zwei zusätzliche Signaleingänge beobachten bzw. lediglich zwei zu
sätzliche Signale auswerten muss.