Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überprüfung der Funkti
onsfähigkeit einer optischen Übertragungsstrecke nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 und umfaßt eine Sende- und Empfangseinrichtung für die optische Datenübertragung nach Anspruch 10.
In bekannter Weise übernimmt eine Sende- und Empfangseinrichtung nach dem
Stand der Technik die Funktion eines Converters oder Repeater-Verstärkers. Dabei
werden eingehende Signale, die optischer oder auch elektrischer Art sein können, ver
stärkt, aufbereitet oder gewandelt, um sie weiterzuverarbeiten oder weiterzuversenden.
So kann eine solche Sende- und Empfangseinrichtung beispielsweise zwischen ein
lokales Netzwerk (LAN) und ein Weitverkehrsnetz (WAN) geschaltet sein, um die
Datenübertragung von einer Lichtwellenlänge auf eine andere umzustellen. Ebenso
kann eine solche Sende- und Empfangseinrichtung auch zur Signalaufbereitung oder als
Verstärkereinheit innerhalb von Weitverkehrsnetzen verwendet werden. Ebenso werden
Sende- und Empfangseinrichtungen dieser Art auch eingesetzt, um von außen zuge
führte elektrische Signale in optische Signale zu wandeln oder umgekehrt. Zweckmäßi
ger Weise werden zwei oder mehrere solcher Sende- und Empfangseinrichtung über
eine Übertragungsstrecke miteinander gekoppelt, um zwischen ihnen eine Kommunika
tion zu ermöglichen.
Die optische Datenübertragung über Lichtwellenleiter erfolgt üblicherweise bei Wel
lenlängen von beispielsweise 1310 nm in lokalen Netzwerken oder 1550 nm für größere
Distanzen. Dabei werden Übertragungsraten von 2,5 GBit erreicht. Gesendete und emp
fangene Daten können dabei auf einem gemeinsamen oder auf getrennten Lichtwellen
leitern übertragen werden. Bei der gemeinsamen Übertragung auf einem Lichtwellen
leiter werden zu sendende und empfangene Signale mit einem selektiven Koppler vor
dem Eingang bzw. nach dem Ausgang einer Sende- und Empfangsstation oder auch
innerhalb einer solchen Station getrennt.
Verfahren zur Überprüfung von Übertragungsstrecken sind aus der Praxis bekannt. Sie
werden durchgeführt bei Inbetriebnahme von Datenübertragungsgeräten oder auch nach
einer Unterbrechung der Datenübertragung, um sicherzustellen, dass die ordnungsge
mäße Kommunikation zwischen zwei oder mehr Sende- bzw. Empfangsstationen auf
genommen werden kann.
Für die optischen Datenübertragung werden mitunter hohe Sendeleistungen eingesetzt.
Die dabei ausgesandten Lichtsignale, die üblicherweise über einen oder mehrere Licht
wellenleiter von einer Station zur anderen übertragen werden, können für das menschli
che Auge gefährlich werden, wenn das Auge für eine bestimmte Dauer solcher Strah
lung ausgesetzt wird. Dies kann beispielsweise dann passieren, wenn ein genutzter
Lichtwellenleiter bei Straßen- oder Tiefbauarbeiten durchtrennt wird und ein Dritter das
schadhafte Kabel untersucht. Ebenso kann durch eine beabsichtigte Trennung der Ver
bindung, wie etwa beim Lösen einer Steckverbindung eines Lichtwellenleiters, diese
Strahlung austreten und in das menschliche Auge einfallen. Um der Gefahr einer Au
genschädigung zu begegnen ist es nach bekannten Verfahren üblich, bei einem Lei
tungsbruch oder einer sonstigen unbeabsichtigten Trennung der Verbindung sofort nach
Detektion dieser Störung den Sendebetrieb einzustellen.
Für die Wiederaufnahme des Sendebetriebs nach einer solchen Unterbrechung oder zur
Inbetriebnahme muß zunächst die Funktionsfähigkeit der Übertragungsstrecke geprüft
werden.
In der DE 44 36 131 A1 wird dazu ein Verfahren vorgestellt, bei dem sogenannte Leer
telegramme für eine solche Funktionsüberprüfung verwendet werden. Nachteiligerweise
muss dabei mit einer Mindestsignaldauer gearbeitet werden, außerdem ist die zeitauf
wendige Versendung mehrerer Leertelegramme hintereinander in die gleiche Richtung
erforderlich.
Meist geschieht die Funktionsüberprüfung in der Praxis dadurch, dass Testsignale (bei
spielsweise Impulsfolgen) versendet werden, deren Art und Dauer (bspw. Impulsdauer
kürzer als 5 ms) durch Laser-Schutzklassen festgelegt ist. Ein Testsignal wird dazu im
Sinne einer Anfrage von einer ersten Sende- und Empfangsstation in die Übertragungs
strecke eingeleitet,
um bei intaktem Übertragungsweg zumindest in dieser Richtung von einer zwei
ten solchen Station empfangen zu werden.
Bei Empfang und Auswertung eines solchen Testsignals sendet die zweite Station die
ses gleiche Signal als Antwortsignal in der anderen Richtung der Übertragungsstrecke
an die erste Station zurück. Erst nach einem als entsprechende Antwort interpretierten
eingehenden Signal nimmt die erste Station den Sendebetrieb auf, da das ausgesandte
Testsignal und ein anschließend eintreffendes Antwortsignal als Hinweis für eine ord
nungsgemäß bestehende Übertragungsstrecke gewertet Werden.
Im Stand der Technik werden solche Testsignale in vorgegebenen zeitlichen Abständen
und mit einer festgelegten zeitlichen Dauer von beispielsweise 2 ms ausgesandt. Inner
halb einer bestimmten Zeitspanne (Zeitfenster) nach Absenden eines Testsignals muss
ein Signal von der Gegenstation als Antwort eintreffen, um die Funktionsfähigkeit der
Übertragungsstrecke anzuzeigen. Test- und Antwortsignal unterscheiden sich dabei
nicht, es kommt lediglich darauf an, dass die anfragende Station innerhalb der gegebe
nen Zeitspanne nach Absenden des Testsignals ein Antwortsignal erhält.
Der Nachteil besteht jedoch hier in der Gefahr, dass ein als Antwort verstandenes Signal
einer ersten Station in Wirklichkeit nur ein Testsignal war, welches von einer zweiten
Station ausgesandt wurde, um ihrerseits die Übertragungsstrecke auf Funktionsfähigkeit
abzufragen. In diesem Fall würde die erste Station nach der scheinbaren Bestätigung der
Funktionsfähigkeit durch die Gegenstation den Sendebetrieb aufnehmen, obwohl mög
licherweise das von ihr ausgesandte Testsignal - etwa auf Grund eines bestehenden
Leitungsbruchs eines Lichtwellenleiters - die zweite Station nie erreicht hat. Dann wür
de energiereiche und möglicherweise gefährliche Strahlung an der Bruchstelle austreten.
Dieses Problem soll in der Praxis dadurch minimiert werden, dass die Zeitpunkte, zu
denen eine Station ein Testsignal aussendet und innerhalb der damit ablaufenden Zeit
spanne ein Antwortsignal erwartet, zufällig bestimmt werden. Dies soll verhindern, dass
einzelne Stationen in möglicherweise gleichen Zyklen und ungünstigenfalls zu ähnli
chen Zeitpunkten Testsignale aussenden, die fälschlicherweise als Antwortsignal ver
standen werden könnten. Eine vollkommene Sicherheit gegen derartige "Missverständ
nisse" bietet diese Lösung jedoch nicht, da auch per Zufall ausgewählte Sendezeit
punkte so nahe beieinander liegen können, dass eingehende Signale als Antwortsignale
interpretiert werden.
Nachteiliegerweise muß hierbei zudem mit einem Zeitfenster nach Absenden eines
Testsignals gearbeitet werden, innerhalb dessen ein Erkennen eines Signals als Ant
wortsignal möglich ist. Diese erhöht den technischen Aufwand und die Fehleranfällig
keit des Systems. Zudem wird durch dieses Zeitfenster und die Signallaufzeit bzw. die
Signalverarbeitungszeit die maximale Länge der Übertragungsstrecke limitiert.
Zu Prüfzwecken kann eine solche Sende- und Empfangsstation auch in den Loop-
Betrieb geschaltet ("geloopt") werden. Dabei wird beispielsweise der optische Eingang
mit dem optischen Ausgang unmittelbar so in Verbindung gebracht, dass ein empfange
nes Signal ohne Auswertung oder Aufbereitung in die gleiche Richtung wieder zurück
gesandt wird. Ein solcher Loop kann auch so geschaltet werden, dass eingehende opti
sche Signale zunächst in elektrische Signale und anschließend wieder in optische Si
gnale gewandelt werden, bevor sie wieder in die gleiche Richtung zurückgesandt wer
den. Schließlich ist bei einer Loopschaltung auch die elektrische Aufbereitung von
eingehenden Signalen hinsichtlich Taktrückgewinnung und Bitmuster möglich, bevor
die Signale wieder zurückgesandt werden. Im Loop-Betrieb wird jedoch das eingehende
Signal üblicherweise nicht geprüft oder ausgewertet. Eine Loopschaltung einer zweiten
Sende- und Empfangseinrichtung, welcher mit einer ersten Sende- und Empfangsein
richtung verbunden ist, kann beispielsweise zur Messung von Eigenschatten der Über
tragungsstrecke wie Laufzeit oder Störabstand vorteilhaft sein.
Das Testverfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Übertragungsstrecke
nach dem Stand der Technik funktioniert auch, wenn eine Station in den Loop-Betrieb
geschaltet ist, da das eingehende Testsignal dann als Antwortsignal unmittelbar zurück
gesandt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Überprüfung der Funkti
onsfähigkeit einer optischen Übertragungsstrecke anzubieten, welches auf einfache
Weise zu realisieren ist, die Funktionsfähigkeit sicher erkennt und auch dann funktio
niert, wenn eine der beiden Stationen in den Loop-Betrieb geschaltet ist. Zudem soll das
erfindungsgemäße Verfahren keine Limitierung der maximalen Streckenlänge erfor
dern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 bzw. des An
spruchs 10.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es vorteilhaft ist, wenn ein Antwortsi
gnal sich hinsichtlich einer auszuwertenden Eigenschaft von einem Testsignal unter
scheidet, also wenigsten eine Eigenschaft des Testsignals (wie beispielsweise die Si
gnaldauer) nicht aufweist. Eine Mißdeutung eines Testsignals als Antwortsignal kann so
auf einfache Weise vermieden werden. Dadurch besteht als Vorteil die Möglichkeit
einer sicheren Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Übertragungsstrecke. Auf Grund
der klaren Unterscheidbarkeit der Signale entfällt vorteilhafterweise die Notwendigkeit
eines Zeitfensters, innerhalb dessen ein Antwortsignal nach Absenden eines Testsignals
eingehen muss. Als weiterer Vorteil besteht trotz unterschiedlicher Eigenschaft von
Testsignalen und Antwortsignalen die Möglichkeit, das Verfahren auch bei Loop-
Schaltung einer Station durchzuführen, wie aus der nachfolgenden Beschreibung zu
erkennen sein wird. Schließlich besteht nach diesem Verfahren vorteilhafter Weise
keine Notwendigkeit, die Versendung eines Testsignals durch zufällige Wahl des Zeit
punktes zu bestimmen.
Nach der Erfindung weist erste Sende- und Empfangseinrichtung in an sich bekannter
Weise eine Sendeeinheit, eine Empfangseinheit, eine Signalaufbereitungseinheit und
eine Auswerte- und Steuereinheit auf. Nach einer Übertragungsstörung steuert die Aus
werte- und Steuereinheit die Sendeeinheit so an, dass diese beispielsweise mit einer
bestimmten Wiederholfrequenz ein Signal in die Übertragungsstrecke in Richtung einer
zweiten gleichartigen Sende- und Empfangseinrichtung einleitet. Das Signal kann dabei
ein zur normalen Übertragung gedachtes anliegendes Datensignal, ein permanent anlie
gendes Idle-Signal oder auch ein von der Auswerte- und Steuereinheit generiertes Si
gnal sein. Dieses Signal hat den Charakter eines Testsignals. Wenn die Übertragungs
strecke in Richtung und bis zur zweiten Sende- und Empfangseinrichtung funktionsfä
hig ist, trifft dieses Testsignal in der Empfangseinheit der zweiten Sende- und Emp
fangseinrichtung ein. Die Auswerte- und Steuereinheit der zweiten Sende- und Emp
fangseinrichtung wertet dieses Testsignal aus. Dabei kann das Signal in aufbereiteter
oder verstärkter Form zur Auswertung gelangen, oder auch unverändert ausgewertet
werden.
Die Auswerte- und Steuereinheit der zweiten Sende- und Empfangseinrichtung wertet
das Testsignal als solches aus und steuert ihrerseits die Sendeeinheit der zweiten Sende-
und Empfangseinrichtung zur Rücksendung eines Signals an. Dieses Signal kann eben
falls ein zur normalen Übertragung gedachtes anliegendes Datensignal, ein permanent
anliegendes Idle-Signal oder auch ein von der Auswerte- und Steuereinheit generiertes
Signal sein. Wesentlich ist jedoch, dass es sich hinsichtlich der Eigenschaft, welche von
einer Auswerte- und Steuereinheit ausgewertet wird, von dem Testsignal unterscheidet.
Dieses Signal hat den Charakter eines Antwortsignals.
Wenn die Übertragungsstrecke zurück in Richtung und bis zur ersten Sende- und Emp
fangseinrichtung funktionsfähig ist, trifft dieses Antwortsignal in der Empfangseinheit
der ersten Sende- und Empfangseinrichtung ein. Die Auswerte- und Steuereinheit der
ersten Sende- und Empfangseinrichtung vergleicht die Eigenschaft des eingehenden
Signals mit einem vorbestimmten Sollwert oder Sollwertbereich. Erkennt die Auswerte-
und Steuereinheit der ersten Sende- und Empfangseinrichtung, dass eine Übereinstim
mung dieser Werte vorliegt, so versteht sie das eingegangene Signal als ein Antwortsi
gnal auf ihr Testsignal. Dadurch wird die Funktionsfähigkeit der Übertragungsstrecke
erkannt. Die Übertragung der zur Versendung vorgesehenen Daten kann beginnen. Dies
gilt sinngemäß auch für die zweite Sende- und Empfangseinrichtung, die ja auch jedes
eingehende Signal hinsichtlich seiner Eigenschaft mit einem vorbestimmten Sollwert
oder Sollwertbereich vergleicht und gegebenenfalls als ein Antwortsignal versteht.
Grundsätzlich wird ein Antwortsignal immer durch ein eingehendes Signal ausgelöst,
welches üblicherweise ein Testsignal ist, aber nicht sein muß.
Wesentlich ist also, dass durch wenigstens eine unterschiedliche Eigenschaft von Test
signal und Antwortsignal erkannt werden kann, dass ein eingehendes Antwortsignal nur
von der Gegenstation ausgesandt wurde, weil diese ihrerseits ein Testsignal erhalten hat.
Eine Verwechselung eines Antwortsignals mit einem Testsignal ist also nicht möglich.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die auszuwertenden Eigenschaft das Ant
wortsignals dessen zeitliche Dauer. Wird beispielsweise ein Antwortsignal als solches
festgelegt, wenn seine zeitliche Dauer die eines Testsignals um einen vorgegebenen
Wert übersteigt, so unterscheiden sich die beiden Signale in dieser Eigenschaft und
können nicht verwechselt werden. Vorteilhafter Weise ist es dabei unerheblich, um
welches Bitmuster es sich bei den Signalen handelt, da diese Eigenschaft nicht ausge
wertet werden muß. Somit kann ein Fragment eines zur normalen Übertragung anste
henden Signals zur Erzeugung des Testsignals oder des Antwortsignals verwendet wer
den, unabhängig von seinem durch das Bitmuster gegebenen Inhalt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich das Bitmuster des
Antwortsignals von dem des Testsignals. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert
werden, dass die Auswerte- und Steuereinheit ein Testsignal und ein Antwortsignal mit
bestimmten, aber voneinander verschiedenen Bitmustern erzeugt und der jeweiligen
Sendeeinheit zur Versendung zuführt. Ein in der Auswerte- und Steuereinheit hinterlegtes
Soll-Bitmuster wird mit eingehenden Signalen hinsichtlich Übereinstimmung
verglichen, so dass dann der Eingang eines Antwortsignals erkannt werden kann. Da
durch wird in vorteilhafter Weise eine Auswertung der zeitlichen Signaldauer überflüs
sig.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Antwortsignal unmittelbar
mit Beginn eines detektierten Empfangssignals zurückgesendet. Dabei erfolgt die Aus
wertung des eingehenden Signals während oder nachdem das Antwortsignal zurückge
sendet wird. Sollte die Auswertung ergeben, dass es sich bei dem eingegangenen Signal
nicht um ein Testsignal, sondern bereits um ein Antwortsignal gehandelt hat, so kann
die Auswerte- und Steuereinheit im Anschluss an das ihrerseits bereits abgesandte Ant
wortsignal sofort mit der Übertragung der anliegenden Daten beginnen. Der Vorteil
liegt hier in einer Zeitersparnis, da die Auswertung zeitlich parallel zur Sendung des
Antwortsignals erfolgt. Eine Sende- und Empfangseinrichtung erhält somit - abgesehen
von Signallaufzeiten in der Übertragungsstrecke - auf ein ausgesendetes Testsignal
umgehend ein Antwortsignal.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Aussendung des Testsi
gnals nur dann, wenn ein zu versendendes Signal an der Sende- und Empfangseinrich
tung anliegt. Dadurch wird die Überprüfung der Übertragungsstrecke vorteilhafter Wei
se nur dann von der Sende- und Empfangseinrichtung initiiert, wenn auch tatsächlich
der Bedarf dazu besteht, von dieser Sende- und Empfangseinrichtung an eine weitere
Sende- und Empfangseinrichtung Daten zu versenden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt an der Sende- und Emp
fangseinrichtung immer ein zu übertragendes Signal an, welches vorteilhaft auch zur
Erstellung eine Testsignals oder eines Antwortsignals genutzt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Versendung eines Testsi
gnals oder eines Antwortsignals auch manuell ausgelöst werden, wodurch die Ein
griffsmöglichkeiten in die Sende- und Empfangseinrichtung vorteilhaft erhöht werden.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist die
Sende- und Empfangseinrichtung zwei Sendeeinheiten, zwei Empfangseinheiten und
eine Auswerte- und Steuereinheit auf. Dabei empfängt die erste Sendeeinheit eingehen
de Signale von einer ersten Station A, die dann innerhalb der Sende- und Empfangsein
richtung aufbereitet oder verstärkt werden, um dann über die zweite Sendeeinheit in die
gleiche erste Richtung an eine zweite Station B weiterversandt zu werden. Sinngemäß
empfängt die zweite Empfangseinheit von dieser zweiten Station B Signale, die eben
falls innerhalb der Sende- und Empfangseinrichtung aufbereitet oder verstärkt werden,
um dann über die erste Sendeeinheit wiederum zur ersten Station A gesendet zu werden.
Die Sende- und Empfangseinrichtung ist dann ein Baustein in einer Kette von Sende-
und Empfangseinrichtungen. Dabei kann es sich bei der Kommunikation mit der ersten
oder mit der zweiten Station um optische oder auch nur um elektrische Datenübertra
gung handeln.
Jede der beiden Sendeeinheiten innerhalb der Sende- und Empfangseinrichtung kann
hierbei eine Signalaufbereitungseinheit aufweisen, welche beispielsweise die Taktrück
gewinnung oder die Wiederherstellung exakter Signalformen durchführt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Sende- und Empfangsein
richtung eine Durchschalteeinheit auf. Diese Durchschalteeinheit umfasst steuerbare
Schalter und wird von der Auswerte- und Steuereinheit angesteuert, um die 4 Einheiten
für Sendung und Empfang miteinander geeignet zu verbinden oder voneinander zu
trennen. Für die Durchleitung von Daten von der ersten Empfangseinheit an die zweite
Sendeeinheit oder von der zweiten Empfangseinheit an die erste Sendeeinheit werden
diese durch die Durchschalteeinheit miteinander verschaltet. Soll dagegen eine Hälfte
der Sende- und Empfangseinrichtung in den Loop-Betrieb geschaltet werden, so schaltet
die Durchschalteeinheit auf Ansteuerung durch die Auswerte- und Steuereinheit die
entsprechenden Einheiten (erste Empfangseinheit mit der ersten Sendeeinheit oder
zweite Empfangseinheit mit der zweiten Sendeeinheit) zusammen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Sende- und Empfangsein
richtung für jede Empfangseinheit eine Überwachungseinheit auf. Diese überwacht den
Signaleingang der Sende- und Empfangseinrichtung dahingehend, ob ein Signal anliegt,
oder eine Übertragungsstörung, wie etwa ein Leitungsbruch, vorliegt. Das Ereignis
einer Störung kann dabei beispielsweise für den Fall festgelegt werden, dass innerhalb
einer vorbestimmten Zeitspanne kein Signal in der Sende- und Empfangseinrichtung
eintrifft. Mittels eines Störungssignals meldet die Überwachungseinheit an die Aus
werte- und Steuereinheit eine solche Übertragungsstörung, um die Datenversendung
sofort zu unterbrechen und die Sende- und Empfangseinrichtung in den Prüfmodus für
das Prüfverfahren zu versetzen. Die Überwachungseinheit kann auch Bestandteil der
Empfangseinheit oder der Auswerte- und Steuereinheit sein, ebenso kann das Störungs
signal innerhalb der beiden Empfangseinheiten gebildet werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Testsignale und Antwortsi
gnale von der jeweiligen Auswerte- und Steuereinheit erzeugt und nicht aus solchen
Signalen S3, S4 erzeugt, welche für eine normale Datenübertragung an der jeweiligen
Sende- und Empfangseinrichtung anliegen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran
sprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer Signalübertragungseinheit; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Verbindung von zwei Signalübertra
gungseinheiten.
Wie am besten in Fig. 1 zu erkennen ist, weist die Signalübertragungseinheit 1 eine
erste Empfangseinheit 4 und eine zweite Empfangseinheit 5 auf. Die Empfangseinheit 4
hat einen Eingang 4a und einen Ausgang 4b. Auch die Empfangseinheit 5 hat einen
Eingang 5a und einen Ausgang 5b. Die erste Empfangseinheit 4 ist mit ihrem Ausgang
4b mit einer ersten Signalaufbereitungseinheit 6 verbunden. Die zweite Empfangsein
heit 5 ist mit ihrem Ausgang 5b mit einer zweiten Signalaufbereitungseinheit 7 verbun
den. Weiterhin ist der Empfangseinheit 4 eine erste Überwachungseinheit 8 zugeordnet.
Der Empfangseinheit 5 ist eine zweite Überwachungseinheit 9 zugeordnet.
Die beiden Signalaufbereitungseinheiten 6, 7 sind mit einer Durchschalteeinheit 11
verbunden. Weiterhin besteht von jeder Signalaufbereitungseinheit 6, 7 eine Verbin
dung zu einer Auswerte- und Steuereinheit 10. Auch von den Überwachungseinheiten 8
bzw. 9 besteht eine Verbindung zu der Auswerte- und Steuereinheit 10. Die Auswerte-
und Steuereinheit ist ihrerseits mit der Durchschalteeinheit 11 verbunden.
Weiterhin weist die Sende- und Empfangseinrichtung 1 eine erste Sendeeinheit 2 und
eine zweite Sendeeinheit 3 auf. Die erste Sendeeinheit 2 hat einen Eingang 2a und einen
Ausgang 2b. Die zweite Sendeeinheit 3 hat einen Eingang 3a und einen Ausgang 3b.
Die erste Sendeeinheit 2 ist mit ihrem Eingang 2a mit der Durchschalteeinheit verbun
den. Auch die zweite Sendeeinheit 3 ist mit ihrem Eingang 3a mit der Durchschalteein
heit verbunden.
Die Sendeeinheiten 2, 3 weisen jeweils einen nicht dargestellten elektrisch/optischen
Wandler auf. Dieser wandelt elektrische Signale, die an den Eingängen 2a bzw. 3a
anliegen, in optische Signale um, welche an den Ausgängen 2b bzw. 3b aus den Sende
einheiten 2 bzw. 3 anliegen. Die Sendeeinheit 2 ist mit ihrem optischen Ausgang 2b mit
einer Übertragungsstrecke 12 verbunden.
Die Empfangseinheiten 4, 5 weisen jeweils einen nicht dargestellten op
tisch/elektrischen Wandler auf. Dieser wandelt optische Signale, die an den Eingängen
4a bzw. 5a anliegen, in elektrische Signale um, welche an den Ausgängen 4b bzw. 5b
aus den Empfangseinheiten 4 bzw. 5 anliegen. Die Empfangseinheit 4 ist mit ihrem
optischen Eingang mit der Signalübertragungsstrecke 12 verbunden.
Die Signalaufbereitungseinheiten 6 bzw. 7 erhalten von den Ausgängen 4b bzw. 5b der
Empfangseinheiten 4 bzw. 5 elektrische Signale. Die Signalaufbereitungseinheiten 6
bzw. 7 bereiten diese elektrischen Signale hinsichtlich Taktfrequenz und Signalausprä
gung auf und leiten sie weiter an die Durchschalteeinheit 11. Außerdem leitet jede
Signalaufbereitungseinheit 6 bzw. 7 aufbereitete oder auch nicht-aufbereitete Signale an
die Auswerte- und Steuereinheit 10 weiter.
Die Überwachungseinheiten 8 bzw. 9 greifen auf die Signale zu, welche in den Emp
fangseinheiten 4 bzw. 5 gewandelt werden. Dabei können die Überwachungseinheiten 8
bzw. 9 sowohl auf optische als auch elektrische Signale zugreifen. Diese Überwa
chungseinheiten 8 bzw. 9 überwachen die jeweilige Empfangseinheit 4, 5 hinsichtlich
des Anliegens eines eingehenden optischen Signals. Bei Fehlen eines solchen eingehen
den Signals erzeugt die Überwachungseinheit 8 bzw. 9 ein Störsignal, welches weiter
gegeben wird an die Auswerte- und Steuereinheit 10.
In der Durchschalteeinheit 11 gehe die aufbereiteten elektrischen Signale von den
Signalaufbereitungseinheiten 7 bzw. 6 ein. In der Durchschalteeinheit 11 können diese
Signale wahlweise den Sendeeinheiten 2 oder 3 zugeleitet werden. Somit können die
elektrischen Signale der Signalaufbereitungseinheit 7 sowohl der Sendeeinheit 2 als
auch der Sendeeinheit 3 zugeleitet werden. Ebenso können die elektrischen Signale der
Signalauswerteeinheit 6 sowohl der Sendeeinheit 2 als auch der Sendeeinheit 3 zuge
leitet werden.
Die Auswahl der zu verbindenden Sende- und Empfangseinrichtungen und die entspre
chende Ansteuerung der Durchschalteeinheit 11 wird von der Auswerte- und Steuerein
heit 10 vorgenommen. Dies geschieht auf der Basis der Signale, welche bei der Aus
werte- und Steuereinheit 10 von den Signalaufbereitungseinheiten 6 bzw. 7 oder von
den Überwachungseinheiten 8 bzw. 9 eingehen und ausgewertet werden.
Außerdem kann ein in der Auswerte- und Steuereinheit 10 gebildetes Signal so an die
Durchschalteeinheit 11 weitergeleitet werden, dass es von dort einer Sendeeinheit 2
bzw. 3 zugeleitet wird.
In Fig. 2 ist eine Verbindung von zwei gleichartigen Sende- und Empfangseinrichtun
gen dargestellt. Die linke Hälfte der Fig. 2 zeigt dabei die Sende- und Empfangsein
richtung 1 in der zuvor beschriebenen Form. In der rechten Hälfte der Fig. 2 ist eine
weitere Sende- und Empfangseinrichtung 21 dargestellt.
Die Sende- und Empfangseinrichtung 21 ist ihrem Aufbau und in ihrer Funktionsweise
identisch mit der Sende- und Empfangseinrichtung 1. So weist die Sende- und Emp
fangseinrichtung 21 zwei Empfangseinheiten 24 bzw. 25 auf, welche den Empfangsein
heiten 4, 5 der ersten Sende- und Empfangseinrichtung 1 entsprechen. Weiterhin umfasst
die Sende- und Empfangseinrichtung 21 zwei Sendeeinheiten 22 bzw. 23, welchen den
Sendeeinheiten 2, 3 der ersten Sende- und Empfangseinrichtung 1 entsprechen.
Weiterhin weist die Sende- und Empfangseinrichtung 21 entsprechend zur Sende- und
Empfangseinrichtung 1 zwei Überwachungseinheit 28 bzw. 29 und zwei Signalaufbe
reitungseinheiten 26 bzw. 27 auf. Ferner umfasst die Sende- und Empfangseinrichtung
21 auch eine Auswerte- und Steuereinheit 30 und eine Durchschalteeinheit 31.
Die Sende- und Empfangseinrichtung 1 ist mit der Sende- und Empfangseinrichtung 21
über die Übertragungsstrecke 12 verbunden. Dabei ist der optische Ausgang 2b der
Sendeeinheit 2 mit dem optischen Eingang der Empfangseinheit 25 verbunden. Weiterhin
ist der optische Ausgang der Sendeeinheit 23 mit dem optischen Eingang 4a der
Empfangseinheit 4 verbunden. Die Übertragungsstrecke 12 kann beispielsweise durch
einen oder mehrere Lichtwellenleiter realisiert sein.
Das Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Übertragungsstrecke 10
funktioniert folgendermaßen:
Bei normal ablaufender Kommunikation zwischen den beiden Sende- und Empfangs
einrichtungen 1 und 21 treffen an den jeweiligen Empfangseinheiten 4 beziehungsweise
25 optische Signale ein. Dies wird über die Überwachungseinheiten 8 und 29 registriert
und somit erkannt, dass keine Störung vorliegt. Die eingehenden optischen Signale
werden in den Empfangseinheiten 4 bzw. 25 in elektrische Signale gewandelt und den
Signalaufbereitungseinheiten 6 bzw. 27 zugeleitet. Von dort werden sie jeweils den
Durchschalteeinheiten 11 bzw. 31 zugeleitet und dort so weitergeführt, dass der Signal
fluss im Wesentlichen seine Richtung beibehält. Das bedeutet, dass die an der Emp
fangseinheit 4 eingehenden Signale in der Durchschalteeinheit 11 an die Sendeeinheit 3
weitergeleitet werden, und dass die an der Empfangseinheit 25 eingehenden Signale in
der Durchschalteeinheit 31 an die Sendeeinheit 22 weitergeleitet werden. In diesem
normalen Betriebszustand werden also eingehende Signale aufbereitet und in der glei
chen Richtung weiter versandt.
Im Falle einer Übertragungsstörung wird der Signalfluss von der Sende- und Empfangs
einrichtung 1 zur Sende- und Empfangseinrichtung 21 oder umgekehrt oder in beide
Richtungen unterbrochen. Das Fehlen eines Signals am Eingang der Empfangseinheiten
4 bzw. 25 wird von der Überwachungseinheit 8 bzw. 29 registriert, und mit einem ein
Störsignal der Auswerte- und Steuereinheit 10 bzw. 30 gemeldet. Die Auswerte- und
Steuereinheit 8 bzw. 30 steuert daraufhin die Durchschalteeinheit 11 bzw. 31 so an, dass
die Sendeeinheit 2 bzw. 23 von der Signalübertragung abgetrennt wird. Damit werden
keine elektrischen Signale in optische umwandelt und auch nicht mehr in die Übertra
gungsstrecke 12 hinausgesendet. Entfällt daraufhin auch an der beteiligten Gegenstation
das eingehende Signal, so schaltet auch diese den Sendebetrieb zur Gegenstation ent
sprechend ab.
Nach dem auf diese Art die Datenübertragung abgestellt wurde, befinden sich die bei
den Sende- und Empfangseinrichtungen im Prüfmodus. In diesem Prüfmodus wird das
Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer optischen Übertragungsstrecke
gestartet.
Im Folgenden sei angenommen, dass auf der Übertragungsstrecke 12 ein Übertragungs
fehler aufgetreten ist. Weiterhin sei angenommen, dass in der Sende- und Empfangsein
richtung 1 am optischen Eingang der Empfangseinheit 5 ein zu übertragendes Signal S3
weiterhin anliegt, in der Durchschalteeinheit 11 jedoch nicht mehr mit der Sendeeinheit
2 verbunden ist. Ebenso sei angenommen, dass an der Empfangseinheit 24 der Sende-
und Empfangseinrichtung 21 weiterhin ein zu sendendes Signal S4 anliegt, jedoch der
Sendebetrieb mit der Sendeeinheit 23 eingestellt sei. Schließlich sei angenommen, dass
der Fehler in der Übertragungsstrecke 12 behoben sei, so dass eine Kommunikation
prinzipiell wieder möglich ist.
Zur Aussendung eines Testsignals S1 steuert die Auswerte- und Steuereinheit 10 die
Durchschalteeinheit 11 so an, dass diese die Verbindung zwischen der Empfangseinheit
5 und der Sendeeinheit 2 für eine Dauer von beispielsweise einer Millisekunde herstellt.
Dadurch wird das Signal S3 der Sendeeinheit 2 zugeführt und von dieser in Richtung
zur zweiten Signalübertragungseinheit 21 in die Übertragungsstrecke 12 eingeleitet.
Falls die Übertragungsstrecke 12 in Richtung von der Sendeeinheit 2 zur Empfangsein
heit 25 funktionsfähig ist, erreicht das Testsignal S1 die Empfangseinheit 25 und die
nachgeschaltete Signalaufbereitungseinheit 27. Die Auswerte- und Steuereinheit 30
erkennt den Eingang des Testsignals S1 und veranlasst nun die Rücksendung eines
Antwortsignals S2 zurück in Richtung der Signalübertragungseinheit 1, um dieser den
Empfang des Testsignals S1 zu bestätigen.
Das Antwortsignal S2 wird nun in gleicher Art wie das Testsignal S1 erzeugt. Dazu
steuert die Auswerte- und Steuereinheit 30 die Durchschalteeinheit 31 so an, dass das
zur Übertragung anstehende Signal S4 für eine Zeitdauer, die sich von der des Testsi
gnals unterscheidet (also beispielsweise für drei Millisekunden) der Sendeeinheit 23
zugeleitet wird.
Das in die Sendeeinheit 23 eingehende elektrische Signal wird nun in ein optisches
Signal umgewandelt und in Richtung der Signalübertragungseinheit 1 in die Übertra
gungsstrecke 12 zurückgesandt.
Wenn die Übertragungsstrecke 12 in Richtung von der Sendeeinheit 23 zur Empfangs
einheit 4 funktionsfähig ist, erreicht dieses Antwortsignal S2 die Empfangseinheit 4 und
die nachgeschaltete Signalaufbereitungseinheit 6. Die Auswerteeinheit 10 erkennt dar
aufhin, dass ein Signal eingetroffen ist, welches nun hinsichtlich einer festgelegten
Eigenschaft (in diesem Fall ist dies die zeitliche Dauer des Signals) ausgewertet und mit
einem hinterlegten Sollwert oder Sollwertbereich (beispielsweise 2 ms) verglichen wird.
Wenn die zeitliche Dauer des eingehenden Antwortsignals diesen Sollwert von zwei
Millisekunden überschreitet, erkennt die Auswerte- und Steuereinheit 10 dieses Signal
als ein Antwortsignal auf das zuvor ausgesandte Testsignal S1. Die Funktionsfähigkeit
der Übertragungsstrecke 12 ist somit erfolgreich geprüft.
Nachdem die Auswerte- und Steuereinheit 10 die Funktionsfähigkeit der Übertragungs
strecke 12 wie zuvor beschrieben überprüft hat, nimmt die Sende- und Empfangsein
richtung 1 den normalen Kommunikationsbetrieb wieder auf. Dazu steuert die Auswer
te- und Steuereinheit 10 die Durchschalteeinheit 11 so an, dass das anliegende Signal S3
nun wieder mit der Sendeeinheit 2 verbunden wird, so dass diese das Signal in die
Übertragungsstrecke 12 in Richtung der Signalübertragungseinheit 21 einleitet.
Nachdem die zweite Signalübertragungseinheit 21 das Antwortsignal S2 abgesandt hat,
empfängt sie nun mit der Empfangseinheit 25 die zur Übertragung vorgesehenen Daten
S3. In der Signalaufbereitungseinheit 27 werden die Daten aufbereitet und der Durch
schalteeinheit 31 sowie der Auswerte- und Steuereinheit 30 zugeleitet. Die Auswerte-
und Steuereinheit 30 erkennt nun, dass die Dauer des eingehenden Signals die Zeit von
zwei Millisekunden überschreitet. Somit wird das eingehende Signal als ein Antwortsi
gnal verstanden, welches der Signalübertragungseinrichtung 21 signalisiert, dass die
Übertragungsstrecke 12 funktionsfähig ist. Die Auswerte- und Steuereinheit 30 schaltet
daraufhin mit der Durchschalteeinheit 31 das zur Übertragung anliegende Signal 4 zu
der Sendeeinheit 23 durch. Von dort wird es in die Übertragungsstrecke 12 in Richtung
zur Sende- und Empfangseinrichtung 1 eingeleitet. Damit ist der normale Datenverkehr
zwischen der Signalübertragungseinheit 1 und der Sende- und Empfangseinrichtung 21
wieder hergestellt.
In dem vorstehend beschriebenen Beispiel war das Kriterium zur Unterscheidung von
Testsignal S1 und Antwortsignal S2 deren jeweilige zeitliche Dauer. Hierbei wurde das
Antwortsignal S2 dadurch von dem Testsignal S1 unterschieden, dass es eine bestimmte
zeitliche Dauer von beispielsweise zwei Millisekunden überschritt, wohingegen das
Testsignal S1 nicht länger als beispielsweise eine Millisekunde dauerte. Selbstverständ
lich ist auch ein Unterschreiten eines Sollwertes als Kriterium denkbar.
Da die jeweilige Auswerte- und Steuereinheit 10 beziehungsweise 30 somit zwischen
einem Testsignal und einem Antwortsignal unterscheiden kann, besteht nicht mehr die
Gefahr, ein eingehendes Testsignal als ein vermeintliches Antwortsignal zu verstehen.
Für den Fall, dass eine der beiden Sende- und Empfangseinrichtungen 1 oder 21
in den
Loopbetrieb geschaltet wurde, funktioniert das Testverfahren ebenso. Es sei angenom
men, dass die Sende- und Empfangseinrichtung 21 so geloopt wurde, dass die in der
Empfangseinheit 25 eingehenden Signale über die Durchschalteeinheit 31 unmittelbar
an die Sendeeinheit 23 weitergeleitet werden, welche diese dann wieder zurücksendet in
die Übertragungstrecke 12. Sendet nun die Sende- und Empfangseinrichtung 1 nach
einer Übertragungsstörung ein Testsignal S1 in Richtung der Sende- und Empfangseinrichtung
21 aus, so wird dieses Signal mit seiner Dauer von einer Millisekunde ohne
jegliche Auswertung seitens der Auswerte- und Steuereinheit 30 sofort wieder an die
Sende- und Empfangseinrichtung 1 zurückgeschickt. Das Testsignal S1 trifft also un
verändert an der Empfangseinheit 4 der Sende- und Empfangseinrichtung 1 wieder ein.
Die Auswerte- und Steuereinheit 10 erkennt nun dieses eingehende Signal als ein Test
signal und veranlasst die Sendeeinheit 2 mittels Durchschaltung eines Signals S3 in der
Durchschalteeinheit 11 ein Antwortsignal auszusenden mit einer Dauer von drei Milli
sekunden. Auch dieses Antwortsignal wird, wenn die Übertragungsstrecke 12 funkti
onsfähig ist, in der Signalübertragungseinrichtung 21 empfangen und unmittelbar wie
der an die Empfangseinheit 4 der Signalübertragungseinrichtung 1 zurückgesandt. Die
Auswerte- und Steuereinheit 10 erkennt nun ein eingehendes Antwortsignal und be
ginnt, wie zuvor beschrieben, mit der Versendung des zur Übertragung anliegenden
Signals S3 durch die entsprechende Verschaltung der Empfangseinheit 5 mit der Sende
einheit 2. Auf diese Weise kann nun die Übertragungsstrecke beispielsweise hinsicht
lich Signallaufzeit oder Signalveränderung untersucht werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein eingehendes Signal sofort mit Beginn der
Detektion des Signaleingangs durch ein Antwortsignal beantwortet. Erst während oder
nach dem das Antwortsignal abgeschickt wurde wertet die entsprechende Auswerte-
und Steuereinheit das eingegangene Signal aus. Ergibt die Auswertung des eingegange
nen Signals, dass es sich nicht um ein Testsignal S1, sondern um ein Antwortsignal S2
gehandelt hat, so kann die entsprechende Auswerte- und Steuereinheit die Übertragung
der regulären und zur Übertragung anstehenden Daten, unmittelbar nach dem sie das
Antwortsignal abgesendet hat, einleiten.