DE10208796A1

DE10208796A1 - Optoelektronisches Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE10208796A1
Application number: DE2002108796
Authority: DE
Inventors: Dietmar Spanke
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-09-04
Also published as: AU2003249097A8; WO2003075492A3; WO2003075492A2; AU2003249097A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Kommunikationssystem mit einer Datenquelle (1) und einer Datensenke (2), wobei zur Datenübertragung von der Datenquelle (1) zur Datensenke (2) eine Sendeeinheit (3) und eine Empfangseinheit (4) vorhanden sind. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Sendeeinheit (3) und die Empfangseinheit (4) jeweils als Teil der Datensenke (2) ausgebildet sind, wobei in der Datenquelle (1) eine steuerbare Modulationseinheit (5) angeordnet ist, und wobei die steuerbare Modulationseinheit (5) das Sendesignal (6.1) der Sendeeinheit (3) so verändert, dass das von der Modulationseinheit (5) zur Empfangseinheit (4) reflektierte Signal (6.2) die Dateninformation der Datenquelle (1) enthält.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optoelektronisches Kommunikationssystem gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind optoelektronische Kommunikationssysteme bekannt, bei denen die Daten von einer Datenquelle mit einer Sendeeinheit (z. B. IR-Diode) an eine Datensenke mit einer Empfangseinheit übertragen werden. Oftmals steht aber auf Seiten der Datenquellen nicht genügend Energie zum Betrieb einer Sendeeinheit zur Verfügung um die Daten zu einer Datensenke zu übertragen. Es fallen aber eine große Anzahl an Daten in der Datenquelle an, die zur effektiven Verarbeitung schnell an die Datensenke übertragen werden müssen. Dies gilt insbesondere für Feldgeräte in der Automatisierungstechnik, die ihre Prozessdaten schnell an eine Leitzentrale übertragen müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein optoelektronisches Kommunikationssystem anzugeben, das zur Übertragung von Daten seitens der Datenquelle einen geringen Energiebedarf hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, dass eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit jeweils als Teil einer Datensenke ausgebildet werden und in der Datenquelle eine steuerbare Modulationseinheit angeordnet ist, wobei die steuerbare Modulationseinheit das Sendesignal der Sendeeinheit so verändert, dass das von der Modulationseinheit zur Empfangseinheit reflektierte Signal die Dateninformation der Datenquelle enthält. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass die Saugruppen mit einem hohen Energiebedarf, wie beispielsweise die Sendeeinheit, in der Datensenke angeordnet sind, die dort problemlos mit ausreichend Energie versorgt werden können, während seitens der Datenquelle die Modulationseinheit verwendet wird, die einen wesentlich niedrigeren Energiebedarf hat wie die Sendeeinheit.
Eine Modulation des Lichtsignals kann beispielsweise durch eine Änderung der reflektierten Lichtintensität und/oder durch eine Änderung der reflektieren Lichtpolarisation und/oder durch eine Änderung der reflektierten Lichtwellenlänge und/oder durch eine Änderung der Phasenlage des reflektierten Lichtsignals erfolgen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Modulationseinheit als Reflektoreinheit mit einer Reflektionsfläche und einer zugehörigen Steuereinheit ausgebildet. Mögliche vorteilhafte Ausführungsformen der Reflektoreinheit sind Flüssigkristallanzeigeeinheiten, ferroelektrische Flüssigkristallanzeigeeinheiten, Polarisatoren oder mechanische Spiegel, insbesondere Mikrospiegel. Durch die Verwendung von ferroelektrischen Anzeigeneinheiten mit geringen Schaltzeiten können besonders schnelle Übertragungsraten erzielt werden. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Reflektorfläche der Reflektoreinheit als Punktmatrix ausgeführt.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird eine ohnehin in der Datenquelle vorhandene Anzeigeeinheit als Reflektor benutzt.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Übertragungsstrecke zwischen Datenquelle und Datensenke als Lichtwellenleiter ausgeführt.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird eine optische Weiche ("Multiplexer") benutzt, um eine Kommunikation von einer Datensenke mit mehreren Datenquellen durchführen zu können.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschreiben. Es zeigen
Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen optischen Kommunikationssystems;
Fig. 2 in schematischer Darstellung eine erweiterte Ausführungsform der Erfindung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst das optische Kommunikationssystem eine Datenquelle 1 mit einer Modulationseinheit, die als Reflektoreinheit 5 ausgeführt ist und eine Datensenke 2 mit einer Sendeeinheit 3 und einer Empfangseinheit 4. Zur Datenübertragung von der Datenquelle 1 an die Datensenke 2 sendet die Sendeeinheit 3 ein Lichtsignal 6.1 an die Reflektoreinheit 5. Dort wird das Lichtsignal 6.1 von einer Reflektorfläche 5.1 reflektiert und als Reflektorsignal 6.2 an die Empfangseinheit 4 übertragen. Durch eine Steuereinheit 5.2 wird die Reflektorfläche so angesteuert, dass das aus dem Lichtsignal 6.1 durch Reflektion erzeugte Reflektorsignal 6.2 die Dateninformation enthält, die von der Datenquelle 1 an die Datensenke 2 übertragen werden soll. Bei der Verwendung von Flüssigkristallanzeigeelementen als Reflektoren wird eine Veränderung dadurch erreicht, dass abhängig von den zu übertragenden Daten, Teile der Reflektorfläche 5.1 verdunkelt werden und somit das ankommende Lichtsignal 6.1 absorbieren und Teile der Reflektorfläche hell angesteuert werden und somit das ankommende Lichtsignal 6.1 reflektieren. Bei mechanischen Spiegeln (Mikrospiegel) wird eine Veränderung des ankommenden Lichtsignals 6.1 dadurch erreicht, dass die mechanischen Spiegel so angeordnet werden, dass das Lichtsignal 6.1 vollständig reflektiert wird, oder dass die Spiegel so eingestellt werden, dass nur ein bestimmter Anteil des Lichtsignals reflektiert wird. Bei der Verwendung von Polarisatoren wird die Polarisationsrichtung des ankommenden Lichtsignals 6.1 gedreht oder nicht gedreht.
Zur Durchführung einer bidirektionalen Kommunikation zwischen der Datenquelle 1 und der Datensenke 2 ist eine zusätzliche Sendeeinheit 9 und eine zusätzliche Empfangseinheit 10 zur Datenübertragung von der Datensenke 2 zur Datenquelle 1 dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung, bei der mehrere Datenquellen 1 mit jeweils einer Reflektoreinheit 5 über eine optische Weiche 7 (optischer Multiplexer) mit einer Datensenke 2 über Lichtwellenleiter 8 verbunden sind. Die Datensenke 2 umfasst eine Sendeeinheit 3 und eine Empfangseinheit 4. Die Kommunikation zwischen den Datenquellen 1 und der Datensenke 2 verläuft wie unter Fig. 1 beschrieben.

Claims

1. Optoelektronisches Kommunikationssystem mit einer Datenquelle (1) und einer Datensenke (2), wobei zur Datenübertragung von der Datenquelle (1) zur Datensenke (2) eine Sendeeinheit (3) und eine Empfangseinheit (4) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (3) und die Empfangseinheit (4) jeweils als Teil der Datensenke (2) ausgebildet sind, wobei in der Datenquelle (1) eine steuerbare Modulationseinheit (5) angeordnet ist, und wobei die steuerbare Modulationseinheit (5) das Sendesignal (6.1) der Sendeeinheit (3) so verändert, dass das von der Modulationseinheit (5) zur Empfangseinheit (4) übertragene Signal (6.2) die Dateninformation der Datenquelle (1) enthält.

2. Optoelektronisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationseinheit als Reflektoreinheit (5) mit einer Reflektionsfläche (5.1) und einer Steuereinheit (5.2) ausgeführt ist.

3. Optoelektronisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektorfläche (5.1) als Punktmatrix aufgebaut ist, wobei die einzelnen Punkte der Punktmatrix durch die Steuereinheit (5.2) ansteuerbar sind.

4. Optoelektronisches Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoreinheit (5) aus Flüssigkristallanzeigeelementen aufgebaut ist.

5. Optoelektronisches Kommunikationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoreinheit (5) aus ferroelektrischen Flüssigkristallanzeigeelementen aufgebaut ist.

6. Optoelektronisches Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoreinheit (5.1) aus mechanischen Mikrospiegeln aufgebaut ist.

7. Optoelektronisches Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsstrecke zwischen Datenquelle (1) und Datensenke (2) als Lichtwellenleiter (8) ausgeführt ist.

8. Optoelektronisches Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Weiche (7) zur Anbindung von mehreren Datenquellen (1) an eine Datensenke (2) vorhanden ist.