DE2940914A1

DE2940914A1 - Anschlusselement, insbesondere fuer faseroptische kommunikationssysteme

Info

Publication number: DE2940914A1
Application number: DE19792940914
Authority: DE
Inventors: Robin Dickinson Beasley; Edward Lloyd Lewis
Original assignee: Elliott Brothers London Ltd
Current assignee: Allard Way Holdings Ltd
Priority date: 1978-10-11
Filing date: 1979-10-09
Publication date: 1980-04-30
Also published as: FR2438942A1; FR2438942B1; GB2034883B; GB2034883A; US4321707A

Description

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9506 S/bi

ELLIOTT BROTHERS (LONDON) LIMITED Marconi House, New Street
Chelmsford, Essex, England

Anschlußelement, insbesondere fUr faseroptische Kommunikationssysterne

Die Erfindung betrifft ein Anschlußelement, insbesondere fUr faseroptische Komnunikationssystene, nit einem optischen Strahler und einem optischen Empfänger.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf faseroptische Kommunikationssysteme und schafft ein Anschlußelement bzw. ein Terminal fUr derartige Kommunikationssysteme.

Erfindungsgemäß weist ein Anschlußelement, insbesondere zur Ver-

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wendung in einen faseroptischen Kommunikationssystem einen optischen Strahler und einen optischen Empfänger auf, wobei der optische Empfänger angeordnet ist, um von dem optischen Strahler emittiertes Licht nach Reflexion an einen oder mehreren Zwischenflächen an dem Anschluß und/oder dem System zu empfangen, sowie eine Einrichtung, die auf das von dem optischen Empfänger empfangene Licht empfindlich ist, um eine Operation zu bewirken.

Bei einer speziellen Anwendungsmöglichkeit ist die auf das vom optischen Empfänger empfangene Licht ansprechende Einrichtung derart angeordnet, daß ein Signal aktiviert wird, falls die Menge an empfangenem Licht größer als ein Bezugswert ist.

Bei einer derartigen Einsatzmöglichkeit weist der Terminal bzw. das Anschlußelement eine Quelle auf, um den optischen Strahler eine vorbestimmte Lichtmenge emittieren zu lassen; die Einrichtung, die auf das von optischen Strahler empfangene Licht anspricht, weist eine Konparatoreinrichtung zum Vergleich eines Signals, welches fUr die von optischen Empfänger empfangene Lichtmenge repräsentativ ist, mit⁴ einem Signal auf, welches fUr den Bezugswert repräsentativ ist; außerdem ist eine Signaleinrichtung angeordnet, die von der Komparator· einrichtung aktiviert wird, falls die empfangene Lichtmenge größer als der Bezugswert ist.

Bei einer weiteren Einsatzmöglichkeit ist die auf das vom optischen Empfänger empfangene Licht ansprechende Einrichtung derart angeordnet, daß ein Signal gesteuert wird, das an den optischen Strahler angelegt wird.

Bei einer derartigen Einsatzmöglichkeit weist die Einrichtung, die auf

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das vom optischen Strahler empfangene Licht empfindlich ist, eine Einrichtung zur Änderung eines Signals auf, das an den optischen Strahler angelegt wird, so daß Änderungen in der Wirksamkeit des optischen Strahlers kompensiert werden.

Wenn das Anschlußelement ein Anschlußelement fUr zwei Richtungen ist, kann der optische Empfänger ein Empfänger sein, der Üblicherweise zum Empfang von Signalen durch das System benutzt wird.

Wenn das Anschlußelement ein in einer Richtung wirkendes Anschlußelement ist, enthält es nur einen Empfänger oder Sender, wobei ein Sender oder ein Empfänger zum Zwecke vorliegender Erfindung hinzugefugt werden kann.

Im folgenden werden bevorzugte Ausfuhrungsformen des erfindungsgemäßen Anschlußelements anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Grundprinzips der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines ersten Anschlußelementes gemäß der Erfindung, und

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines zweiten Anschlußelementes gemäß der Erfindung.

Im folgenden wird zuerst auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein optischer Strahler 1 emittiert Licht auf ein Ende eines Faseroptikkabels 2 durch ein optisches Fenster in Form eines kurzen Faseroptikkabels

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Es ist ersichtlich, daß die in Fig.1 gezeigte Anordnung die normale Anordnung eines optischen Strahlers in einem System darstellt, wobei das Faseroptikkabel 2 ein Kabel des Systems ist, in welches Licht von Strahler 1 emittiert wird; der Strahler 1 ist in ein nicht dargestelltes Gehäuse eingesetzt, das ein Fenster 3 aufweist, durch welches Licht von dem Strahler 1 passieren kann.

Von der Lichtenergie A, die vom Strahler 1 emittiert wird, wird ein Bruchteil χ infolge der Fresnel'sehen Reflexion reflektiert und ein Bruchteil 1-x wird an der ersten Zwischenfläche durchgelassen, auf welche das Licht auffällt, d.h. die Zwischenfläche I, zwischen dem Luftspalt c< und dem Ende 3a des Faseroptikkabels 3. Von der Lichtenergie A(1-x), die durch diese erste Zwischenfläche durchgeführt wird, wird ein Bruchteil χ reflektiert und ein Bruchteil (i-x) an der zweiten Zwischenfläche durchgelassen, auf welche das Licht auffällt, d.h. an der Zwischenfläche I₂ zwischen dem Ende 3b des Faseroptikkabels und dem Luftspalt ß. Eine ähnliche Wirkung tritt an der Zwischenfläche I₃ zwischen dem Luftspalt ß und dem Ende 2a des Faseroptikkabels 2 auf und ähnliche Prozesse treten an jeder anderen, nicht dargestellten Zwischenfläche des Systems auf.

Es kann gezeigt werden, daß bei einem solchen System der Bruchteil von Lichtenergie R , der von den ersten n-Zwischenflächen in Richtung vor die erste Zwischenfläche infolge der Fresnel'sehen Reflexion reflektiert wird, näherungsweise durch folgende Gleichung gegeben ist:

. L i-(i-x)²" J

2-x
An einer Luft/Glas- oder Glas/Luft-Zwischen fläche ist der Wert von χ

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etwa 4 %. Wenn dieser Wert in die vorstehende Gleichung eingesetzt wird, ergeben sich Werte von 8 % und 11 % für die Bruchteile der

Lichtenergie R , die zur Position des Strahlers 1 von den ersten η

beiden und den ersten drei Zwischenflochen, d.h. von den Zwischenflächen I. und I_?/ sowie L₁L und I₃ zurUckreflektiert werden. Bei einem Anschlußelement gemäß der Erfindung ist der optische Empfänger so angeordnet, daß er dieses Licht empfängt und somit imstande ist, eine Operation abhängig dazu zu bewirken.

Es ist zu beachten, daß ein Anschlußelement gemäß der Erfindung isoliert gegenüber dem Übrigen System getestet werden kann, d.h. bei Abwesenheit eines Faseroptikkabels, wie beispielsweise des Kabels 2. In diesem Fall sind nur zwei Zwischenflächen I« und I» vorhanden, von welchen Reflexionen auftreten können. Auch dann werden 8 % des Lichtes auf die Position des Strahlers zurUckreflektiert und dies ist äquivalent zu einer -11dB-Verbindung zwischen dem Strahler und dem Empfänger, wobei dieser Wert ausreichend innerhalb des normalen dynamischen Bereichs der Üblichen Faseroptikverbindungen liegt.

Nunmehr wird auf Fig.2 Bezug genommen. Ein erster selbsttestender Anschluß gemäß der Erfindung enthält einen kombinierten optischen Strahler 10 und Empfänger 11, die angeordnet sind, um jeweils Licht in ein faseroptisches Kabel 12 einzuführen und aus einem faseroptischen Kabel 12 eines nicht gezeigten Systems zu empfangen, und zwar Über ein optisches Fenster in Fora eines kurzen Faseroptikkabels 13. Das Anschlußelement enthält außerdem eine Stromquelle zur Aktivierung des Strahlers 10, um beim Schließen eines Testschalters 15 eine bekannte Lichtenergiemenge zu emittieren. Ein Verstärker 16 verstärkt das Ausgangssignal des Empfängers 11, der eine bekannte, zurückreflektierte Lichtmenge empfängt. Das verstärkte

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i- ö ■-τ -,' '' ' H

Ausgangssignal des Empfängers wird in einem Komparator 17 mit einer Bezugsspannung V_R verglichen, die dem erwarteten, verstärkten Ausgang des Empfängers fUr den auf diese Weise empfangenen, bekannten Betrag an zurückreflektiertem Licht entspricht; wenn der Vergleich zufriedenstellend ist, leuchtet ein Durchlaßtestlicht 18 auf. Der bekannte Betrag an Lichtenergie, die von dem Strahler 10 bei Schliessen des Schalters 15 emittiert wird, wUrde normalerweise kleiner sein als diejenige, die zur Überwachung von Daten benutzt wird, so daß sichergestellt ist, daß der Lichtenergiebetrag, der vom Empfänger 11 empfangen wird, sich an den minimalen, erfassbaren Wert annähert, der fUr den Empfänger spezifiziert ist.

Es ist ersichtlich, daß im wesentlichen das gleiche selbsttestende Anschlußelement bzw. der gleiche selbsttestende Terminal gemäß der Erfindung dadurch gebildet werden kann, daß anstelle eines kombinierten Strahlers und Empfängers ein getrennter Strahler und Empfänger verwendet werden, die jeweils an einen der Arme einer optischen Zweiwege-Y-Verbindung angeschlossen sind, deren Fuß mit dem Faseroptikkabel, z.B. dem Kabel 12, des Systems verbunden ist. Es ist zu beachten, daß bei einem derartigen Anschlußelement nur von den Zwischenflächen zurückgehende Reflexionen nach der Y-Verbindung den Empfänger erreichen. Dies würde'in einer Lichtenergie resultieren, welche den Empfänger erreicht, die im Vergleich zu dem Anschlußelement nach Fig.2 reduziert ist, jedoch liegt die Lichtenergie innerhalb des dynamischen Bereichs normaler Faseroptiksysteme.

Im folgenden wird auf Fig.3 Bezug genommen. Ein zweites Anschlußelement gemäß der Erfindung weist einen kombinierten optischen Strahler 20 und einen Empfänger 21 auf, die derart angeordnet sind, daß sie Licht in ein Faseroptikkabel 22 einführen bzw. Licht aus dem Kabel 22 eines

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nicht dargestellten Systemsüber ein optisches Fenster in Form eines kurzen Faseroptikkabels 23 empfangen. Dieses Anschlußelement enthält auch eine veränderlich geschaltete Stromquelle 24, durch welche elektrische Signale S, die vom Strahler 20 abgegeben werden sollen, in optischer Form angelegt werden. Das Ausgangssignal des Empfängers wird durch einen Verstärker 25 verstärkt und an die Stromquelle 24 angelegt, um den Strom zu ändern, der an den Strahler 20 angelegt wird, um auf diese Weise die dadurch abgestrahlte Lichtenergie zu ändern.

Diese Konfiguration kann verwendet werden, un eine Herabsetzung der optischen Leistung des Strahlers infolge von Änderungen der Umgebungstemperatur und/oder Halterung zu kompensieren. Das Rückkopplungssignal des Empfängers 21 zur Stromquelle 24 kann auch verwendet werden, um eine nicht dargestellte Markierung bzw. Anzeige anzusteuern, die anzeigt, daß eine Wartung erforderlich ist, wenn der optische Strahler nicht exakt auf das Rückkopplungssignal anspricht.

Obgleich bei den vorstehend erläuterten Ausfuhrungsformen von Anschlußelementen das Testen der Qualität der optischen Bauteile betont wurde, ist ersichtlich, daß der Testkreis in den normalen elektronischen Kreis des Anschlußelementes integriert werden kann, so daß es möglich ist, daß die optischen Bauteile und deren zugeordneter elektronischer Schaltkreis getestet werden können.

Die Erfindung schafft somit ein Anschlußelement bzw. einen Terminal zur Verwendung in einem faseroptischen Kommunikationssystem und weist einen optischen Strahler und einen optischen Empfänger auf, welcher angeordnet ist, um das vom optischen Strahler emittierte Licht nach Reflexion an einer oder mehreren Zwischenflächen des Anschlußelementes und/oder des Systems zu empfangen; außerdem ist eine Einrichtung

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vorgesehen, die auf das von dem optischen Empfänger empfangene Licht anspricht, um eine Operation zu bewirken. Die auf das Licht, welches vom optischen Empfänger empfangen wird, ansprechende Einrichtung kann derart angeordnet sein, daß ein Signal aktiviert wird, falls der empfangene Lichtbetrag größer als ein Bezugswert ist, wodurch das Anschlußelement selbsttestend wird, oder die Einrichtung kann derart angeordnet sein, um ein Signal ζυ steuern, welches an den optischen Strahler angelegt wird, so daß das Anschlußelement beispielsweise selbstkompensierend ausgelegt ist.

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Claims

9506 S/br ELLIOTT BROTHERS (LONDON) LIMITED Marconi House, New Street Chelmsford,Essex, England Patentansprüche

1.; Anschlußelement, insbesondere fUr faseroptische Kommunikationssysteme,mit einen optischen Strahler und einem optischen Empfänger,

dadurch gekennzeichnet, daß der optische Empfänger (11;21) angeordnet ist, um das von dem optischen Strahler (1O;2O) emittierte Licht nach Reflexion an einer oder mehreren Zwischenflächen (3a,3b,2a) des Anschlußelementes und/oder des Kommunikationssystems zu empfangen, und daß eine Einrichtung (16,17,18/24,25) vorgesehen ist, die auf das vom optischen Empfänger empfangene Licht anspricht, um eine Operation zu bewirken.

2. Anschlußelement nach Anspruch 1,dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die auf das vom optischen Empfänger (11;21) empfangene Licht ansprechende Einrichtung (16,17,18; 24,25) angeordnet ist, um ein Signal zu aktivieren, falls der empfangene Lichtbetrag größer als ein Bezugswert ist.

3. Anschlußelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle (14) vorgesehen ist, die den optischen Strahler (10) eine vorbestimmte Lichtmenge abstrahlen läßt, und daß die auf das vom optischen Empfänger (11) empfangene Licht ansprechende Einrichtung (16,17,18) einen Komparator (17) zum Vergleich eines Signals, welches fUr die vom optischen Empfänger empfangene Lichtmenge repräsentativ ist, mit einem Signal (V_R) aufweist, welches Signal für den Bezugswert repräsentativ ist, und daß eine Signalisiereinrichtung (18) angeordnet ist, die durch den Komparator (17) aktiviert wird, falls der empfangene Lichtbetrag größer als der Bezugswert ist.

4. Anschlußelement nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die auf das vom optischen Empfänger empfangene Licht ansprechende Einrichtung (24,25) vorgesehen ist, um ein an den optischen Strahler (20) angelegtes Signal zu steuern.

5. Anschlußelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das vom optischen Strahler (20) empfangene Licht ansprechende Einrichtung (24,25) eine Einheit aufweist, um ein an den optischen Strahler angelegtes Signal (S) zu ändern, so daß Änderungen im Wirkungsgrad des optischen Strahlers kompensiert werden.

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