DE2144780A1

DE2144780A1 - Nachrichtenuebertragungssystem mit einem kabel mit parallelgefuehrten glasfaserlichtleitungen

Info

Publication number: DE2144780A1
Application number: DE2144780A
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Ing Ohnsorge
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-09-08
Filing date: 1971-09-08
Publication date: 1973-03-15
Also published as: FR2152811A1; GB1390992A; IT967192B; JPS4838004A; AU4602172A; US3801819A

Description

Licentia 2U4780

Patent-Verwaltungs-GmbH 6000 Frankfurt (Main) 70, Theodor-Stern-Kai 1

Ulm (Donau), .7. September 1971 PT-UL/Rl/mJ UL 71/19

"Nachrichtenübertragungssystem mit einem Kabel mit parallelKeführten Glasfaserlichtleitungen"

Die Erfindung betrifft ein Nachriclitenübertragungssystem mit einem Kabel mit parallelgeführten Glasfaserlichtleitungen, die jeweils durch einen Halbleiterlaser mit Lichtimpulsen gespeist werden und in bestimmten Abständen zur Pulsregenerierung unterbrochen sind« Ein Nachrichtenübertragungssystem bestehend aus einem Laser, einer Glasfaserleitung und einem Lichtdetektor ist bereits aus dem DBP 1 254 513 bekannt.

Zur Übertragung bietet sich aus wirtschaftlichen Gründen die Verwendung der Intensitätsmodulation an. Obwohl die Übertragung von vielen Gbit/s über eine Glasfaser denkbar ist, wird es vermutlich in absehbarer Zeit nicht möglich sein, mehr als etwa 1-2 Gbit/s über ein Laser/Glasfaseraystem zu übertragen, da bei höheren Pulsraten die Anschluß-

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elektronik und die Leistungsfähigkeit des Lasers überfordert werden. Da für die Übertragung eines Fernsehkanals ohne Anwendung einer Bandbreitenreduktion eine Kapazität von etwa 70 - 80 Mbit/s erforderlich ist, ergibt sich für eine einzelne Glasfaser eine Übertragungskapazität von etwa 20 Fernsehkanälen. Soll eine höhere Übertragungskapazität geschaffen werden, so ist es erforderlich, mehrere Lichtleitungen nebeneinander zu betreiben. Insbesondere dann, wenn Übertragungskanäle für das Bildfernsprechen geschaffen werden sollen, ergibt sich die Notwendigkeit, Kabel mit zahlreichen Lichtleitungen, z. B. einige 100 Glasfasern, zur Übertragung zu verwenden. Ein wesentlicher Faktor für die Einführung derartiger Systeme siad die Kosten für die erforderlichen Zwischenverstärker und die erforderliche Pulsregenerierung. Es war daher Aufgabe der Erfindung, bei dem eingangs erwähnten Nachrichtenübertragungssystem eine Möglichkeit anzugeben, durch die eine Pulsregenerierung und damit der Aufbau der Zwischenverstärker auf einfache Weise möglich ist. Die Erfindung besteht darin, daß die nachrichtentragenden Pulse in alle Lichtleitungen des Kabels oder in jeweils einen Teil der Lichtleitungen des Kabels phasenstarr zueinander eingespeist werden. Es erfolgt hier also eine Übertragung, die gleichzeitig

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Raummultiplex und,bei Verwendung einer zeitmultiplexen Übertragung in den einzelnen Lichtleitungen, Zeitmultiplex verwendet.

Die Erfindung wird im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen erläutert. r

Bild 1 zeigt schematisch ein System, bei dem die Mehrzahl der Lichtleitungen des Kabels (aus Vereinfachungsgründen sind hier nur die Lichtleitungen 1 und 2 zeichnerisch dargestellt) zur Übertragung der eigentlichen Nachrichten dienen, während eine weitere Lichtleitung 3 zur Übertragung von Steuersignalen dient. Diese Steuersignale sind im vorliegenden Fall der Takt, der über die Leitung 3 gesondert übertragen wird. Die ankommenden Nachrichtenkanäle K1, K2 ... Kn werden, nachdem ihre Nachrichten gegebenenfalls analogdigital gewandelt wurden, einem Multiplexer M1 und M2 zugeführt. Ein Taktgenerator G sorgt dafür, daß die Ausgangsimpulse der Multiplexer nur zu vorbestimmten Taktzeiten über einen Schalter S1 bzw. S2 (UND-Gatter) jeweils einem Laser L1 bzw. L2 zugeführt werden, der die elektrischen Impulse in Lichtimpulse umwandelt und über die Lichtleitungen 1 und absendet. In einem Zwischenverstärker werden die Lichtimpulse

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durch eine lichtempfindliche Diode D, die z. B- eine Avalanche-Diode sein kann, in elektrische Impulse zurückverwandelt. In gleicher Weise.wird über die Lichtleitung 3 der Takt übertragen, in^dem der Taktgenerator ebenfalls über einen Schalter £§ dessen anderer Eingang an einer festen Vorspannung liegt, einen Laser ansteuert. Die Taktimpulse werden im Zzischenverstärker- ebenfalls* durch eine Diode D in eine elektrische Größe zurückverwandelt. Durch eine Schwellwertschaltung Sch wird der genauere Taktzeitpunkt definiert. Der Ausgang der Schwellwertschaltung Sch ist einerseits mit einem Verstärker VS3 verbunden, dessen Ausgang einen Laser L6 speist, der die verstärkten Taktimpulse zur nächsten Zwischenverstärkerstation weitergibt. Andererseits ist der Ausgang der Schwellwertschaltung Sch mit weiteren Verstärkern VS1 und VS2 verbunden, die die Nachrichtensignale, die über die Lichtleitungen 1 und 2 kommen-und gegebenenfalls über Verstärker V verstärkt werden, verstärken und Laser IA bzw. L5 ansteuern.

Die Verstärker VS1, VS2 und VS3 sind ale UND-Gatter ausgebildet. Damit die Verstärkung der Nachrichtenimpulse einwandfrei möglich ist, muß dafür gesorgt werden, daß die von der Schwellwertschaltung Sch kommenden Taktimpulse sowie die Hach-

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richtenimpulse "bei den für die Verstärkung der Nachrichten dienenden Verstärkern VS1 und VS2 jeweils gleichzeitig eintreffen. Falls die verschiedenen Lichtleitungen des Kabels infolge geringfügiger Längenunterschiede unterschiedliche Ausbreitungszeiten haben, ist es daher erforderlich, den Unterschied in den Ausbreitungszeiten zu kompensieren. Dies kann entweder dadurch geschehen, daß bei derr erstmaligen Inbetriebnahme der Anordnung die einzelnen Glasfasern auf die gleiche Länge gebracht werden, oder es werden die Unterschiede in den Ausbreitungsζeiten durch unterschiedliche zusätzliche Verzögerungen im Signalweg ausgeglichen. Die Kompensation kann auch dadurch erfolgen, daß die von der Schwellwertschaltung Sch gelieferten Taktimpulse &n einzelnen Verstärkern VS1 und VS2 verschieden verzögert zugeführt werden.

Im Zwischenverstärker ist eine Abzweigelektronik A vorgesehen, durch die es ermöglicht wird, die eintreffenden Nachrichten vor den Verstärkern VS1, VS2 auszuschleusen und gleichzeitig durch geeignete Ansteuerung der UND-Gatter VS1 und VS2 die Weiterleitung dieser ausgeschleusten Nachrichten zu den Lasern IA bzw. L5 zu unterdrücken. Auf den Zeitplätzen dieser unterdrückten Nachrichten können über die Einrichtung A andere Nachrichten eingeschleust werden. Durch die Einrichtung A

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können entweder Einzelkanäle ausgeschleust bzw. eingeschleust werden oder auch jeweils mehrere Kanäle.

In Figur 1 ist zur Pal sr e generierung eine einfache Schwellwertstufe vorgesehen. Bei längeren Streckenführungen kann es erforderlich sein, zur Taktregenerierung andere Methoden einzusetzen. Anhand der Figuren 2, 3 und 4· sind einige derartige Methoden geschildert.

Figur 2 zeigt, wie auf einfache Weise Jeweils mehrere nacheinander eintreffende Taktimpulse summiert werden, wobei der Schwellwert einer Schwellwertschaltung Sch immer erst jeweils nach mehreren eingelaufenen Taktimpulsen überschritten wird. Die Summierung erfolgt in einem Integrator I, der beim Überschreiten des Schwellwerts jeweils wieder auf Null gesetzt wird. Durch den Ausgangsimpuls der Schwellwertschaltung wird ein freilaufender Taktgenerator G in seiner Phase mit den eintreffenden Impulsen synchronisiert. Die Phasennachstellung erfolgt also periodisch nach einer vorgegebenen Anzahl von Taktimpuls en.

Figur 3 zeigt eine andere Möglichkeit der Taktrückgewinnung. Die Glasfasertaktleitung ist mit einer lichtempfindlichen

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Diode D verbunden, deren Ausgangssignal, wird über einen Verstärker V einerseits einem Laser L7, der eine Lichtleitung mit vorbestimmter Länge speist und andererseits über eine elektrische Leitung dem Eingang eines Summierverstärkers B zugeführt.wis&r Ein weiterer Laser L8 sowie ein dritter Laser L9 sprechen auf den vom Laser L7 abgegebenen Lichtimpuls jeweils nach einer Verzögerung an, die durch die Länge der Lichtleitungen zwischen den einzelnen Lasern und den ihnen zugeordneten Dioden gegeben ist. Sind die Längen der einzelnen Lichtleitungen so bemessen, daß ihre Verzögerung genau dem Abstand der einzelnen Taktimpulse entspricht, so werden in dem Summierverstärker B jeweils vier Impulse addiert. Das Ausgangssignal des Verstärkers B wird auf eine Schwellwertschaltung Sch gegeben, deren Ausgangssignal der gewünschte Takt ist, wobei geringfügige zeitliche Schwankungen eliminiert sind.

<Jii~l)hasenstarre, Sinspeisung der parallelen.Zeitmultiplex:^ kanäle kann aber auch ohne einen gesonderten Taktkanal durch die Methode der Pulssummierung der Takt relativ einfach wiedergewonnen werden, wie dies anhand der Figur 4 dargestellt ist. Hier werden die auf den einzelnen zur Nachrichtenübertragung dienenden Lichtleitungen eintreffenden Lichtimpulse ebenfalls wieder über Dioden in elektrische

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Impulse verwandelt, gegebenenfalls über Verstärker V verstärkt und nun gemeinsam zu einem Summierverstärker B geführt, der wiederum eine ßchwellwertSchaltung Sch ansteuert. Durch die Schwellwertschaltung wird ein Taktgenerator G synchronisiert, der die den einzelnen in Figur 4 gezeigten Lasern vorgeschaltete UND-Gatter zu den Takt Zeitpunkt en aufsteuert. Die anhand der Figur 4 geschilderte Methode setzt aber voraus, daß bereits vor dör Summierung ein Laufzeitausgleich der einzelnen Nachrichtenimpulse vorgenommen worden ist; ein Laufzeitausgleich durch Verzögerung der Taktimpulse, wie es in der Anordnung nach Figur 1 möglich ist, ist hier nicht möglich. Die Anordnung nach Figur 4 setzt weiter voraus, daß eine bestimmte Mindestanzahl von Lichtleitungen vorhanden ist, damit auch dann, wenn einige Lichtleitungen zeitweise nicht in Betrieb sind, die* Schwellwertschaltung Sch immer mit genügend großer Sicherheit anspricht.

Es wurde bisher davon gesprochen, daß sämtliche Lichtleitungen eines Kabels zueinander phasenstarr betrieben werden sollen. Es ist jedoch auch möglich, ein Kabel mit zahlreichen Lichtleitungen in mehrere Bündel zu unterteilen, wobei die Phasenstarrheit jeweils lediglich für die einzelnen Bündel gilt.

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Claims

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Patentansprü/che

!,/Nachrichtenübertragungssystem mit einem Kabel mit parallelgeführten Glasfaserlichtleitungen, die jeweils durch einen Halbleiterlaser mit Lichtimpulsen gespeist werden

und in bestimmten Abständen zur Pulsregenerierung unterbrochen sind, dadurch gekennzeichnet« daß die nachrichtentragenden Pulse in alle Lichtleitungen des Kabels oder in jeweils einen Teil der Lichtleitungen des Kabels phasenstarr zueinander eingespeist werden.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kabel mindestens eine Lichtleitung allein zur Übertragung von Steuersignalenj ζ. J3. zur.Impulsregenerierung, dient.
3· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Puls- und Taktregenerierungsstellen die einlaufenden Impulse aller oder einiger phasenstarr zueinander arbeitenden Lichtleitungen summiert werden, und der Pulstakt aus den Summenimpulsen gewonnen wird,
4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Puls- und Taktregenerierungssteilen der Pulstakt aus den
Steuersignalen gewonnen wird.

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