DE19827258A1 - Faseroptisches Datenübermittlungssystem und Verfahren zum Betrieb eines Datenübermittlungssystems - Google Patents
Faseroptisches Datenübermittlungssystem und Verfahren zum Betrieb eines DatenübermittlungssystemsInfo
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Abstract
Um in einem faseroptischen Datenübermittlungssystem (10) neben den normalen Daten zugleich auch Meßsignale von Sensoren ohne spezielle elektronische Bauteile zum Einkoppeln der Sensorsignale in einen Lichtwellenleiter (2) übermitteln zu können, ist es vorgesehen, das optische Datenübermittlungssystem (10) mit einem darin integrierten Sensorsystem zu kombinieren. Als Sensoren dienen bevorzugt in den Lichtwellenleiter (2) integrierte Bragg-Gitter (8). Ein solches optisches Datenübermittlungssystem (10) mit integriertem Sensorsystem wird bevorzugt in Fernübertragungsnetzen, beispielsweise zur Überwachung von Baugruppen (24), eingesetzt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein faseroptisches Datenüber
mittlungssystem und auf ein Verfahren zum Betrieb eines sol
chen Datenübermittlungssystems, wobei Daten in Form von elek
tromagnetischen Wellen in einem Lichtwellenleiter von einem
Sender zu einem Empfänger übermittelt werden.
Datenübermittlungssysteme, bei denen die Daten über Lichtwel
lenleiter übermittelt werden, haben in vielen technischen Be
reichen Einzug gefunden. Unter anderem werden solche faserop
tischen Datenübermittlungssysteme auch in Fernübertragungs
netzen von technischen Anlagen, insbesondere elektrische
Schaltanlagen, eingesetzt. Insbesondere finden sie Anwendung
in Bussystemen für elektrische Hochspannungs-Schaltanlagen
der Energieversorgung oder Energieverteilung. Ein solches
Bussystem verbindet mehrere Baugruppen der vorgenannten Anla
gen unter Umständen über sehr große Entfernungen miteinander.
Das Bussystem kann hierbei eine Ringbusstruktur oder eine
Netz- oder Sternstruktur aufweisen.
An den einzelnen Baugruppen können Sensoren zum Erfassen von
Parametern vorgesehen sein, welche den Betriebszustand der
Baugruppe charakterisieren oder Einflüsse aus der Umgebung
der Baugruppe wiedergeben. Die von einem Sensor erfaßten Da
ten werden beispielsweise als Meßsignale in den Lichtwellen
leiter des Bussystems eingekoppelt und zur Auswertung an eine
Zentrale übermittelt. Um die Daten über den Lichtwellenleiter
übermitteln zu können, ist ein elektronisches Bauteil notwen
dig, das die vom Sensor gemessenen Daten geeignet in Lichtsi
gnale umwandelt und diese in den Lichtwellenleiter einkop
pelt. Für räumlich getrennte Sensoren ist dabei jeweils ein
gesondertes Bauteil notwendig. Die Ankopplung von mehreren
Sensoren in ein Bussystem ist daher aufwendig und kostspie
lig.
Aus dem Artikel "Faser-Bragg-Gitter: Frequenzselektive Faser
elemente mit maßgeschneiderten Eigenschaften" von V. Hagemann
et al., aus den physikalischen Blättern 54, Nr. 3, 1998, Sei
ten 243 bis 245, ist ein sogenanntes Faser-Bragg-Gitter be
kannt. Dieses ist im wesentlichen ein in eine optische Faser
oder in einen Lichtwellenleiter integriertes optisches Git
ter. Lichtwellen, die sich in dem Lichtwellenleiter fort
pflanzen und auf das Bragg-Gitter treffen und die sogenannte
Bragg-Bedingung erfüllen, werden von dem Gitter in einer cha
rakteristischen Weise abgelenkt und bilden ein vom Gitter
ausgehendes Signal. Zur Erfüllung der Bragg-Bedingung müssen
der Netzebenen- bzw. Gitterabstand des Gitters und die Wel
lenlänge des Lichts sowie der Einfallswinkel des Lichts in
einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Die Bragg-Be
dingung ist in der Regel nur für eine bestimmte Wellenlänge,
der sogenannten Bragg-Wellenlänge, erfüllt. Das Bragg-Gitter
ist also wellenlängensensitiv. Licht mit anderer Wellenlänge
kann das Bragg-Gitter ungehindert passieren.
In dem oben genannten Artikel wird auf die Möglichkeit hinge
wiesen, das Faser-Bragg-Gitter in einer Meßvorrichtung als
Sensor einzusetzen. Die Eignung des Faser-Bragg-Gitters hier
für ergibt sich insbesondere aus der indirekten Abhängigkeit
der Bragg-Wellenlänge beispielsweise von der Temperatur oder
der Dehnung, da deren Änderungen zu einer Veränderung der
Gitterabstände und damit zu einer charakteristischen Änderung
des vorn Gitter abgelenkten Lichts führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
faseroptisches Datenübermittlungssystem sowie ein Verfahren
zum Betrieb eines Datenübermittlungssystems anzugeben, wobei
aufwendige elektronische Bauteile zum Einkoppeln von von ei
nem Sensor ermittelten Meßdaten in den Lichtwellenleiter ent
fallen.
Bei dem faseroptischen Datenübermittlungssystem gemäß der Er
findung ist zur Lösung der Aufgabe ein Sender zum Einkoppeln
von elektromagnetischen Wellen in einen Lichtwellenleiter und
ein Empfänger für die Wellen sowie ein Sensorsystem vorgese
hen, das einen in den Lichtwellenleiter integrierten Sensor
und eine Auswerteeinrichtung für ein vom Sensor abgegebenes
Signal aufweist, welches über den Lichtwellenleiter zu der
Auswerteeinrichtung übermittelbar ist.
Das Datenübermittlungssystem zeichnet sich durch die Kombina
tion eines Sensorsystems mit einer normalen Datenleitung aus.
Aufgrund der Integration des Sensors in den Lichtwellenleiter
entfällt ein aufwendiges elektronisches Bauteil zur Umwand
lung und Einkopplung von Meßsignalen, die von einem nicht-in
tegrierten, externen Sensor stammen. Ein wesentlicher Aspekt
ist, daß der Sensor in eine für die normale Datenübertragung
verwendete Datenleitung integriert ist, und daß ein vom Sen
sor abgegebenes Signal über die gleiche Datenleitung zu einer
Auswerteeinrichtung übermittelt wird.
Das faseroptische Datenübermittlungssystem kombiniert ein
herkömmliches Datenübermittlungssystem mit einem in die Da
tenleitung zumindest teilweise integrierten Sensorsystem. Da
durch können in einfacher und kostengünstiger Weise mit einer
bereits bestehende Datenleitung nicht nur Daten übertragen,
sondern auch Daten in Form von Meßsignalen erzeugt werden.
Datenleitung und Sensorsystem bilden quasi eine Baueinheit.
Anders ausgedrückt. Die Datenleitung dient als Sensor.
Die Daten werden in Lichtwellenleiter bevorzugt in digitaler
Form übertragen. Die Meßsignale geben Informationen, bei
spielsweise über Betriebszustände von über die Datenleitung
miteinander verbundenen Baugruppen, wieder. Das Sensorsystem
eignet sich insbesondere auch zum nachträglichen Einbau in
ein bestehendes Datenübermittlungssystem.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des integrierten Sensors
ist die Möglichkeit der Eigenüberwachung des Lichtwellenlei
ters, d. h. mit dem integrierten Sensor können Zustandsparame
ter des Lichtwellenleiters am Ort des integrierten Sensors
abgefragt werden. Weiterhin ist für den integrierten Sensor
im Vergleich zu den externen Sensoren eine Eigenbedarfsver
sorgung nicht notwendig.
Bevorzugt umfaßt der Sensor ein optisches Gitter, insbeson
dere ein sogenanntes Bragg-Gitter. Die Gitterabstände werden
bei der Herstellung derart eingestellt, so daß das Gitter für
eine bestimmte Wellenlänge empfindlich ist. Der Gitterabstand
oder auch Netzebenenabstand des Gitters kann durch eine von
außen auf den Lichtwellenleiter einwirkende Einflußgröße ver
ändert werden. Eine solche Einflußgröße ist beispielsweise
eine Temperaturänderung in der Umgebung oder eine Kraftein
wirkung auf den Lichtwellenleiter, die beispielsweise peri
odisch in Form von Vibrationen auftritt. Temperaturänderung
sowie Krafteinwirkung verursachen eine Längenänderung des
Lichtwellenleiters, die eine Änderung des Netzebenenabstands
bewirkt. Dadurch ändert sich die Bragg-Bedingung, und das vom
Gitter ausgehende Signal verschiebt sich spektral, d. h. die
Bragg-Wellenlänge verschiebt sich. Aus der Größe der spektra
len Verschiebung läßt sich die Größe des Einflusses auf den
Lichtwellenleiter ableiten. Das Bragg-Gitter läßt sich sowohl
in Reflexion als auch in Transmission betreiben.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Sensor auf eine opti
sche Kenngröße, insbesondere auf eine bestimmte Wellenlänge
der in den Lichtwellenleiter eingespeisten elektromagneti
schen Wellen, abgestimmt. Die Abstimmung wird in der Regel
bei der Herstellung des Gitters durch die Wahl der Netzebe
nenabstände herbeigeführt. Es kann daher für ein Datenüber
mittlungssystem, bei dem eine bestimmte spektrale Verteilung
des Lichts in den Lichtwellenleiter eingestrahlt wird, ein
für diese spektrale Verteilung geeigneter Sensor bereitge
stellt werden. Die spektrale Verteilung des eingespeisten
Lichts kann sowohl breitbandig als auch schmalbandig sein.
Eine eher schmalbandige Verteilung weist den Vorteil auf, daß
die Bragg-Bedingung nur für eine einzige Wellenlänge erfüllt
sein kann. Die Wirkungsweise des Bragg-Sensors ist von der
Wahl der spektralen Verteilung des eingestrahlten Lichts na
hezu unbeeinflußt. Die spektrale Verteilung des eingestrahl
ten Lichts richtet sich nicht zuletzt auch nach der speziel
len Ausgestaltung des Lichtwellenleiters.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind in dem
Lichtwellenleiter mehrere Sensoren angeordnet, so daß sich an
unterschiedlichen Stellen des Lichtwellenleiters Informatio
nen abgerufen werden können.
Bevorzugt sind die Sensoren über den Lichtwellenleiter mit
einer einzigen Auswerteeinrichtung verbunden, so daß an den
Sensoren selbst keine zusätzlichen Auswerteeinrichtungen not
wendig werden und die von den Sensoren abgegebenen Signale in
einfacher Weise zentral erfaßt und ausgewertet werden können.
Zur Unterscheidung der von den einzelnen Sensoren in den
Lichtwellenleiter abgegebenen Signale sind die Sensoren auf
unterschiedliche Werte einer optischen Kenngröße oder auf un
terschiedliche optische Kenngrößen abgestimmt. Insbesondere
sind die Sensoren durch die Wahl von unterschiedlichen Netz
ebenenabständen auf unterschiedliche Wellenlängen abgestimmt.
Die in den Lichtwellenleiter integrierten Sensoren können
auch hinsichtlich unterschiedlicher optischer Kenngrößen sen
sitiv sein. Ein Beispiel für eine weitere optische Kenngröße
neben der Wellenlänge ist der Brechzahlindex des Lichtwellen
leiters, der sich mit einer Krafteinwirkung auf den Lichtwel
lenleiter ändern kann. Eine Änderung des Brechzahlindex führt
ebenfalls zu einer Änderung der Bragg-Bedingung und somit zu
einer spektralen Verschiebung des vom Gitter abgegebenen
Signals.
Die Anzahl der Sensoren, die voneinander unterscheidbare Si
gnale abgeben, bestimmt sich in der Regel nach der spektralen
Bandbreite des eingestrahlten Lichts und dem Auflösungsvermö
gen der Auswerteeinrichtung. Die Linienbreite eines vom Git
ter abgegebenen Signals liegt typischerweise in einem Bereich
zwischen 0,1 nm und 1 nm. Die spektrale Verschiebung aufgrund
der äußeren Einflüsse liegt im Bereich von einigen Nanome
tern. Bei Verwendung eines Bragg-Gitters kann daher bereits
bei Verwendung eines relativ schmalbandigen Lichts mit einer
spektralen Breite von etwa 50 nm eine Anzahl von etwa 10 bis
30 Sensoren mit unterscheidbaren Signalen im Lichtwellenlei
ter angeordnet werden.
Das Datenübermittlungssystem weist bevorzugt eine Stern- oder
Netzstruktur auf und ist in ein beispielsweise für die Ener
gieversorgung vorgesehenes Fernübertragungsnetz integriert.
Das Datenübermittlungssystem ist insbesondere als Bussystem
ausgebildet, das mehrere Baugruppen über größere Entfernungen
zur Übertragung von Daten miteinander verbindet. Die Verwen
dung von integrierten Sensoren im Lichtwellenleiter eines
solchen Bussystems führt in vorteilhafter Weise zu einer Re
duzierung der Busteilnehmer im Vergleich zur Verwendung von
externen Sensoren, die ein gesondertes elektronisches Bauteil
zur Umwandlung und Einkopplung des Sensorsignals in den
Lichtwellenleiter erfordern. Aufgrund der vergleichsweise ge
ringen Anzahl von Busteilnehmern kann die Datenübertragungs
rate erhöht und es können kürzere Buszykluszeiten erreicht
werden.
Zur Lösung der auf ein Verfahren zum Betrieb eines Datenüber
mittlungssystems gerichteten Aufgabe ist gemäß der Erfindung
vorgesehen, Daten von einem optischen Sender in einen Licht
wellenleiter einzukoppeln, und über den Lichtwellenleiter zu
einem Empfänger zu übermitteln, wobei eine Einflußgröße von
außen auf den Lichtwellenleiter einwirkt, die Einflußgröße
mit einem in den Lichtwellenleiter integrierten Sensor detek
tiert wird, und der Sensor ein der Einflußgröße zugehöriges
Signal erzeugt, welches über den Lichtwellenleiter an eine
Auswerteeinrichtung übermittelt und dort ausgewertet wird.
Weitere bevorzugte Ausführungen des Verfahrens sind den ent
sprechenden Unteransprüchen zu entnehmen. Die in Bezug auf
das Datenübermittlungssystem angeführten Vorteile gelten
sinngemäß gleichermaßen für das Verfahren.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wei
tere Vorteile und Details anhand der Zeichnung näher erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Ausschnitt aus einem Lichtwel
lenleiter mit integriertem Sensor,
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Datenübermittlungs
systems mit in den Lichtwellenleiter integrierten
Sensoren,
Fig. 3 eine Skizze eines Spektrums der von den Sensoren
abgegebenen Signale,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Datenübermitt
lungssystems mit einer Ringbusstruktur und mehreren
integrierten Sensoren und
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines hierarchisch
aufgebautes Bussystem mit integrierten Sensoren.
Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
In der in Fig. 1 dargestellten optischen Faser, dem Licht
wellenleiter 2, ist der Mantel 4 und der Kern 6 des Lichtwel
lenleiters 2 gezeigt. Im Kern 6 sind zwei jeweils als ein op
tisches Gitter 8 dargestellte und voneinander beabstandete
Sensoren angedeutet. Die Gitter 8 sind insbesondere soge
nannte Bragg-Gitter. Die Sensoren als solche werden daher
auch als Bragg-Sensoren bezeichnet.
In dem Lichtwellenleiter 2 werden Daten in Form von Lichtsi
gnalen von der linken zur rechten Seite übermittelt. Die Da
ten werden bevorzugt in digitaler Form übertragen. Der Licht
wellenleiter kann auch als Datenleitung bezeichnet werden.
Gemäß Fig. 1 wird ein Teil des eingespeisten Lichts vom Git
ter 8 reflektiert und entgegen der Richtung der Datenüber
mittlung als Signal S zurückgeworfen. Das Gitter 8 wird dem
nach im Reflexionsmodus betrieben. Es kann prinzipiell jedoch
auch im Transmissionsmodus betrieben werden.
Das in den Lichtwellenleiter 2 eingespeiste Licht, die elek
tromagnetischen Wellen, weist bzw. weisen bevorzugt eine
spektrale Verteilung auf. Das Licht wird also mit einer vor
gegebenen Bandbreite in den Lichtwellenleiter 2 eingekoppelt.
Gemäß Fig. 2 umfaßt ein Datenübermittlungssystem 10 einen
Sender 12, dem die zu übermittelnden Daten D eingangsseitig
zugeführt sind. Der Sender 12 wandelt die Daten D gegebenen
falls in Lichtsignale um und koppelt sie in den Lichtwellen
leiter 2 ein. Dieser führt zu einem Empfänger 14, der das
Licht aus dem Lichtwellenleiter 2 wieder auskoppelt und die
in Form von Lichtsignalen übertragenen Daten D gegebenenfalls
in elektrische Signale umwandelt. Das Datenübermittlungssy
stem 10 weist weiterhin ein integriertes Sensorsystem auf. Es
umfaßt dazu in den Lichtwellenleiter 2 integrierte Sensoren
in Form von Gittern 8A, 8B, ein Auskopplungsglied 16 sowie
eine Auswerteeinrichtung 18.
Mit dem Auskopplungsglied 16 werden die von den Gittern 8A,
8B abgegebenen Signale S aus dem Lichtwellenleiter 2 ausge
koppelt und an die Auswerteeinrichtung 18 übermittelt. Die
beiden Gitter 8A, 8B sind auf unterschiedliche Bragg-Wellen
längen abgestimmt und dienen beispielsweise zur Detektion von
Temperatur- bzw. Dehnungsänderungen. Die Auswerteeinrich
tung 18 umfaßt insbesondere ein Spektrometer zur wellenlän
genspezifischen Detektion der von den Bragg-Gittern 8A, 8B
gesendeten Signale S.
Fig. 3 zeigt schematisch ein solches wellenlängenspezifi
sches Spektrum, wie es vom Spektrometer ausgegeben wird. In
dem Spektrum ist die Intensität I der Signale bezogen auf die
Wellenlänge λ aufgezeigt. Im Grundzustand, d. h. ohne spezi
elle äußere Einflüsse auf den Lichtwellenleiter 2, wird von
dem Gitter BA beispielsweise das Signal S1 erzeugt, dessen
maximale Intensität bei der Bragg-Wellenlänge λ1 liegt. Von
dem Gitter 8B wird das Signal S2 mit dem Maximum bei λ2 er
zeugt. Die Linienbreite Δ der von den Gittern 8A, 8B abgege
benen Signale S1, S2 liegt typischerweise bei etwa 0,1 bis
1 nm.
Durch einen äußeren Einfluß auf den Lichtwellenleiter 2 wird
der Netzebenenabstand des Gitters 8A oder 8B verändert, so
daß sich die Bragg-Wellenlänge λ1, λ2 verschiebt. Das Maximum
der Bragg-Wellenlänge liegt dann beispielsweise bei λ1' oder
λ1'' bzw. bei λ2' oder λ2''. Die verschobenen Signale sind in
der Fig. 3 gestrichelt dargestellt. Der Abstand der verscho
benen Signale von den ursprünglichen Signalen S1, S2 ist ein
Maß für den auf den Lichtwellenleiter 2 wirkenden äußeren
Einfluß. Aus der Richtung der Verschiebung, ob zu größeren
oder zu kleineren Wellenlängen λ hin, läßt sich die Art der
Änderung der Einflußgröße ablesen, nämlich ob es sich bei
spielsweise um eine Temperaturerhöhung oder um eine Tempera
turerniedrigung bzw. um eine Dehnung oder Stauchung des
Lichtwellenleiters 2 handelt.
In Fig. 4 ist eine Ringbusstruktur dargestellt, bei der meh
rere Baugruppen über eine ringförmige Datenleitung, dem
Lichtwellenleiter 2, miteinander verbunden sind. In die Ring
busstruktur ist eine zentrale Steuereinheit 20 integriert,
die die Auswerteeinrichtung 18 umfaßt. In den Lichtwellenlei
ter 2 sind weiterhin eine Anzahl von Sensoren in Form von
Bragg-Gittern 8 sowie Kopplungsglieder 22 geschaltet, welche
jeweils mit einer Baugruppe 24 in Verbindung stehen. Solche
Baugruppen 24 sind beispielsweise auf dem Gebiet der Energie
versorgung oder Energieverteilung komplette Umspannwerke oder
auch einzelne Geräte, wie Transformatoren. Von der zentralen
Steuereinheit werden in den Lichtwellenleiter 2 Daten, bei
spielsweise Steuersignale, eingespeist, die für die Baugrup
pen 24 bestimmt sind. Diese Daten werden von dem der jeweili
gen Baugruppe 24 zugeordneten Kopplungsglied 22 aus dem
Lichtwellenleiter 2 ausgekoppelt, gegebenenfalls in elektri
sche Signale umgewandelt und an die Baugruppe 24 weitergelei
tet.
Mit den in den Lichtwellenleiter 2 integrierten Gittern 8
werden bestimmte Zustands- oder Einflußgrößen gemessen, die
beispielsweise am Ort der jeweiligen Baugruppe 24 auf den
Lichtwellenleiter 2 einwirken. Die von den Gittern 8 abgege
benen Signale werden über den Lichtwellenleiter 2 an die Aus
werteeinrichtung 18 der zentralen Steuereinheit 20 übermit
telt und dort ausgewertet. Die Signale können dabei in dem
Lichtwellenleiter 2 in Richtung der normalen Datenübertragung
oder entgegengesetzt dieser Richtung übermittelt werden.
Gemäß Fig. 5 ist ein optisches Bussystem als Datenübertra
gungssystem hierarchisch aufgebaut und verbindet Baugruppen
aus verschiedenen Hierarchieebenen I, II, III über eine Da
tenleitung in Form eines Lichtwellenleiters 2 miteinander.
Die oberste Hierarchiestufe I ist beispielsweise einer groß
technischen Energieerzeugungsanlage mit daran angeschlossenem
Umspannwerk zugeordnet. In dieser Hierarchiestufe ist bevor
zugt die zentrale Steuereinheit 20 mit der integrierten Aus
werteeinrichtung 18 angeordnet. Vom Umspannwerk wird elektri
sche Energie über Fernleitungen und unter hoher Spannung in
ein Stromnetz eingespeist und an Anlagenteile der zweiten
Hierarchiestufe II übertragen.
Die zweite Hierarchiestufe II ist beispielsweise ein nachge
schaltetes Umspannwerk, in dem der Strom in das lokale Netz
für die lokal ansässigen Haushalte oder Industrien einge
speist wird. Diese zweite Hierarchiestufe II weist als dritte
Hierarchiestufe III mehrere Anlagenteile, wie Transformatoren
oder ähnliches, auf. Das Bussystem einer Baueinheit 26, die
der Hierarchiestufe II zugeordnet ist, wird auch als Stati
onsbus bezeichnet und ist gemäß Fig. 5 als eine Mischstruk
tur zwischen hierarchischer Busstruktur und Ringbusstruktur
ausgebildet. Die untersten Baugruppen 24 der Hierarchie
stufe III sind für einen schnellen Datenaustausch über einen
Ringbus miteinander verbunden.
In das optische Bussystem sind eine Anzahl von Sensoren in
Form von Gittern 8 angeordnet, die prinzipiell Daten aus je
der Hierarchiestufe I, II, III an die zentrale Steuerein
heit 20 übermitteln können. Beispielsweise übermitteln die
Sensoren Informationen über ein Fernleitungsnetz als solches
oder Informationen von oder über einzelne Baugruppen 24 einer
lokalen Station. Mit den Sensoren 8 können Betriebszustände
der Baugruppen 24 oder von in der jeweiligen Hierarchiestufe
angeordnete Anlagenteile, wie beispielsweise die Temperatur
am Transformator, ermittelt werden. Eine solche Information
wird dann über den Lichtwellenleiter 2 an die zentrale Steu
ereinheit 20 weitergeleitet.
Die Steuereinheit 20 kann je nach Bedarf auch in der Bauein
heit 26 angeordnet sein. Wird mit einem Sensor ein kritischer
Zustand detektiert, so kann die zentrale Steuereinheit 20 aus
der Ferne auf eine zugeordnete Baugruppe 24 über die Daten
leitung einwirken und die entsprechenden Maßnahmen für einen
ordnungsgemäßen Betrieb schnell und frühzeitig veranlassen
und damit eine ernsthafte Betriebsstörung verhindern.
Das Datenübermittlungssystem mit integriertem Sensorsystem
dient in vorteilhafter Weise dazu, in einer komplexen Netz
struktur, die eine Vielzahl von Komponenten aufweist, zum ei
nen den Datenaustausch zwischen den einzelnen Komponenten zu
ermöglichen und zum anderen Informationen über die Umgebung
am Ort dieser Komponenten oder über Betriebszustände der Kom
ponenten zu sammeln. Anhand der gesammelten Informationen
können die einzelnen Komponenten in der komplexen Netzstruk
tur überwacht und nötigenfalls beeinflußt werden.
Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, bei denen externe
Sensoren über spezielle elektronische Bauteile an das faser
optische Datenübermittlungssystem angekoppelt werden mußten,
ist das vorgeschlagene Datenübermittlungssystem mit inte
griertem Sensorsystem einfacher aufgebaut, weniger störanfäl
lig und weniger kostenintensiv, da auf die externen Sensoren
und die elektronischen Bauteile zum Ankoppeln verzichtet wer
den kann.
Claims (9)
1. Faseroptisches Datenübermittlungssystem (10) mit einem
Sender (12) zum Einkoppeln von elektromagnetischen Wellen in
einen Lichtwellenleiter (2) und mit einem Empfänger (14) so
wie mit einem Sensorsystem, das einen in den Lichtwellenlei
ter (2) integrierten Sensor und eine Auswerteeinrichtung (18)
für ein vom Sensor abgegebenes Signal (S1, S2) aufweist, wel
ches über den Lichtwellenleiter (2) zu der Auswerteeinrich
tung (18) übermittelbar ist.
2. Datenübermittlungssystem (10) nach Anspruch 1, bei dem der
Sensor ein optisches Gitter (8) umfaßt.
3. Datenübermittlungssystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei
dem der Sensor auf eine optische Kenngröße der in den Licht
wellenleiter (2) eingespeisten elektromagnetischen Wellen ab
gestimmt ist.
4. Datenübermittlungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1
bis 4, bei dem mehrere Sensoren in dem Lichtwellenleiter (2)
angeordnet sind.
5. Datenübermittlungssystem (10) nach Anspruch 4, bei dem die
Auswerteeinrichtung (18) über den Lichtwellenleiter (2) mit
mehreren Sensoren zugleich verbunden ist, und die Sensoren
auf unterschiedliche Werte einer optischen Kenngröße oder auf
unterschiedliche optische Kenngrößen abgestimmt sind.
6. Datenübermittlungssystem (10) nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, welches eine Netzstruktur aufweist und insbe
sondere in einem Fernübertragungsnetz integriert ist.
7. Verfahren zum Betrieb eines Datenübermittlungssy
stems (10), bei dem Daten (D) von einem optischen Sender (12)
in einen Lichtwellenleiter (2) eingekoppelt und vom Lichtwel
lenleiter (2) zu einem Empfänger (14) übermittelt werden, wo
bei eine Einflußgröße auf den Lichtwellenleiter (2) von außen
einwirkt, diese Einflußgröße mit einem in den Lichtwellenlei
ter (2) integrierten Sensor detektiert wird, und der Sensor
ein der Einflußgröße zugehöriges Signal (S1, S2) erzeugt,
welches über den Lichtwellenleiter (2) an eine Auswerteein
richtung (18) übermittelt und dort ausgewertet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem sich die im Lichtwel
lenleiter (2) ausbreitenden elektromagnetischen Wellen von
einem als Sensor ausgebildeten optischen Gitter (8) abge
lenkt, dabei reflektiert oder transmittiert und die abgelenk
ten Wellen als Signal (S1, S2) an die Auswerteeinrich
tung (18) übermittelt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem mehrere Gitter (8) in
dem Lichtwellenleiter (2) vorgesehen sind, die unterscheid
bare Signale an die Auswerteeinrichtung (18) übermitteln.
Priority Applications (2)
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DE1998127258 DE19827258A1 (de) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | Faseroptisches Datenübermittlungssystem und Verfahren zum Betrieb eines Datenübermittlungssystems |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998127258 DE19827258A1 (de) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | Faseroptisches Datenübermittlungssystem und Verfahren zum Betrieb eines Datenübermittlungssystems |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6636041B2 (en) | 2000-07-18 | 2003-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetic resonance apparatus having an optical fiber with a Bragg grating for measuring mechanical deformations |
DE102012108203A1 (de) * | 2012-09-04 | 2014-05-15 | Lios Technology Gmbh | Vorrichtung zur Detektion von metallischen Gegenständen im Bereich einer induktiven Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge |
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DE10011790B4 (de) * | 2000-03-13 | 2005-07-14 | Siemens Ag | Medizinisches Instrument zum Einführen in ein Untersuchungsobjekt, sowie medizinisches Untersuchungs- oder Behandlungsgerät |
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