DE3007958A1

DE3007958A1 - Opto-elektonisches uebertragungssystem

Info

Publication number: DE3007958A1
Application number: DE19803007958
Authority: DE
Inventors: Utz Wolfgang Ing.(grad.) 6000 Frankfurt Barth; Herwig Dipl.-Ing. 6365 Rosbach Ilgner
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1980-03-01
Filing date: 1980-03-01
Publication date: 1981-09-17
Also published as: GB2073877A; FR2477343B1; NL8100950A; GB2073877B; US4435849A; FR2477343A1; JPS56154841A; DE3007958C2

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf ein optο-elektronische8 Übertragungssystem ait mehreren an einen Lichtleiterfiingbus angekoppelten Teilnehmern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Übertragungssystem ist aus der EF-OS 0 002 971 bekannt. An einen Lichtleiter-Eingbus sind mehrere Teilnehmer angekoppelt. Die zwischen einem sendenden Teilnehmer und dem empfangenden Teilnehmer angeordneten Teilnehmer regenerieren jeweils das von ihnen empfangene optische Signal. Damit das Übertragungssystem beim Ausfall von Teilnehmern funktionsfähig bleibt, enthält jeder Teilnehmer eine optische Verbindungsleitung mit einer elektrisch steuerbaren optischen Verschlußeinrichtung, die bei einem Ausfall des Teilnehmers das optische Signal direkt, d. h. ohne es zu regenerieren, an den nächsten Teilnehmer weiterleitet. Ist der Teilnehmer dagegen funktionsfähig, so ist die Verschlußvorrichtung geschlossen, und das optische Signal wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, das elektrische Signal wird regeneriert und das regenerierte elektrische Signal wird wieder in ein optisches Signal umgewandelt, das dem nächsten Teilnehmer zugeführt wird. Für den Betrieb der optischen VerschliUßvorrichtung ist eine Gleichspannung von ca. 50 V erforderlich.

-6-130038/0135

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optoelektronisches Übertragungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das keine elektrisch gesteuerte optische Verschlußeinrichtung benötigt.

Diese Aufgabe winidurch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkaale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Übertragungssystems nach dem Patentanspruch 1 sind in den Patentansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet.

Sie Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand von in den Zeichnungen

dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 die Prinzipdarstellung eines Teilnehmers mit einer

ersten optischen Verzweigungeeinrichtung, figur 2 in schematischer Sarstellung drei durch den Licht-

leiter-fiingbue verbundene Teilnehmer nach der figur 1, Figur 3 Liniendiagramme von Signalen eines nicht gestörten

Teilnehmers, Figur 4 in sohematischer Sarstellung vier durch einen Licht leiter-Eingbus verbundene Teilnehmer nach der Figur von denen zwei aufeinanderfolgende Teilnehmer gestört

sind, Figur 5 die Prinzipdarstellung eines Teilnehmers mit einer zweiten optischen Verζweigungseinrichtung,

130038/0135 -7-

Figur 6 in schematischer Daratellung drei durch den Lichtleiter-Bingbus verbundene Teilnehmer nach der Figur 5 und

Figur 7 das Prinzipschaltbild einer Impulsformerstufe mit selbsttätiger Verstärkungsregelung.

Gleiche Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Figur 1 zeigt die Prinzipdarstellung eines der Teilnehmer eines opto-elektronischen Übertragungssystems, die an einen Lichtleiter-Bingbus angekoppelt sind. Das ankommende Ende 1 des Lichtleiter-Hingbusses ist über eine optische Steckverbindung 2 mit dem optischen Teil 3 des Teilnehmers verbunden. Das ankommende optische Signal 0-g erfährt in der optischen Steckverbindung 2 eine Dämpfung, wobei im folgenden davon ausgegangen wird, daß diese Dämpfung 1 dB beträgt. Danach teilt sich das um 1 dB gedämpfte optische Signal in zwei gleichgroße Teilsignale 0_E^ und 0£2 ^auf· ^Das optische Teilsignal 0·^ ist dem Empfangeteil 5 zugeführt, der in den Figuren 1 und 5 dem elektronischen Teil 4 des Teilnehmers zugeordnet ist. Der Empfangsteil 5 enthält einen opto-elektronischen Wandler 6 und einen Verstärker 7, die das optische Teilsignal 0_E1 in eine proportionale elektrische Spannung U-r umformen. Die elektrische Spannung U_L iet einem Dreipunktechalter 8 und einem Verzögerungsglied 9, das den arithmetischen Mittelwert U_1-1 der Spannung Ü_L bildet, zugeführt. Der untere und der obere Schwellwert des Dreipunktechalters 8 sind mit U_Luß bzw. U_LoS bezeichnet. Beide Schwellwerte stehen in einem festen Verhältnis zu dem arithmetischen Mittelwert, wobei der eine Schwellwert kleiner und der andere größer als der arithmetische Mittelwert ist. Die beiden

130038/0135

-8-

Ausgfinge des Dreipunktschalters 8 sind über Leitungen 10 und ext einer Schaltungsanordnung 12 verbunden, die die dem Teilnehmer zugeführte Information auswertet. Das Signal auf der Leitung 10 ist mit A und das auf der Leitung 11 mit B_e bezeichnet, ihr Pegelwert ist mit L oder mit H bezeichnet. Die drei Schaltzustände des Dreipunktschalters 8 sind in der folgenden Tabelle in Abhängigkeit von der Spannung TJ_L dargestellt:

^ÜL < ^ULu8	^Ae L	^Be H
^üLuS<^UL<^üLoS	L	L
^üL>^ULoS	H	L

Soll das empfangene optische Signal weitergeleitet werden, weist da. von der Schaltungsanordnung 12 abgegebene Signal R den Pegelwert H und das Signal S den Pegelwert L auf. In dieser Betriebsweise werden die Signale A_e und B_e über UND-Gatter 13 bzw. 14 sowie ODER-Gatter 15 bzw. 16 den Steuereingängen von elektronischen Schaltern 17 bzw. 18 zugeführt. Die Signale A_ft und B_a werden dagegen nicht weitergeleitet, da aufgrund des Pegelwertes L des Signals S das Ausgangssignal der UND-Gatter und 20 den Pegelwert L hat. Der elektronische Schalter 1? verbindet eine erste Stromquelle 21 mit dem Sendeteil 22, der hier ebenso wie der Empfangsteil 5 de« elektronischen Teil * des Teilnehmers zugeordnet ist. Der elektronische Schalter 18 verbindet eine zweite Stromquelle 23 «it dem Sendeteil 22, und

130038/0135

— 7"*

eine dritte Stromquelle 24 ist ständig mit dem Sendeteil verbunden. Der elektronische Schalter 17 ist geschlossen, wenn an seinem Steuereingang der Pegelwert H ansteht, und der elektronische Schalter 18 ist geschlossen, wenn an seinem Steuereingang der Pegelwert L ansteht. Weisen die Signale R und S den Pegelwert L auf, so ist der elektronische Schalter 17 geöffnet und der elektronische Schalter 16 ist geschlossen. Der dem Sendeteil 22 zugeführte Gesamtstrom I fließt über den Eontakt 25 eines Beiais 26 sowie über eine Leuchtdiode 27, die ein dem jeweils fließenden Gesamtstrom I entsprechendes optisches Signal 0^ über eine weitere optische Steckverbindung 28 in das abgehende Ende 29 des Lichtleiter-Hingbusses einspeist. Im folgenden wird davon ausgegangen, daß die Dämpfung der optischen Steckverbindung 28 wie die der optischen Steckverbindung 2 1 dB beträgt. Das optische Teilsignal 0_E2 ist über ein optisches Verbindungsglied 30 als optisches Signal 0^₂ ^der optischen Steckverbindung 28 zugeführt. Das optische Signal 0_A in dem abgehenden Ende 29 des Lichtleiter-Bingbusses ergibt sich aus der Überlagerung der optischen Signale 0.. und 0·₂ unter Berücksichtigung der Dämpfung durch die optische Steckverbindung 28. Bei Störungen im elektronischen Teil 4 des Teilnehmers öffnet eine Einrichtung 31 zur Störungserkennung über das Beiais 26 den Kontakt 25 und das optische Signal 0_A1 wird zu Hull.

Soll der Teilnehmer im Sendebetrieb arbeiten, so weist das von der Schaltungeanordnung 12 abgegebene Signal B den

130038/0135

-10-

Pegelwert L und das Signal S den Pegelwert H auf. In dieser Betriebsweise werden die Signale A_& und B_& über die UND-Gatter bzw. 20 sowie die ODER-Gatter 15 bzw. 16 den Steuereingängen der elektronischen Schalter 17 bzw. 18 zugeführt. Die Signale A_e und B_e werden dagegen nicht weitergeleitet, da aufgrund des Pegelwertes L des Signals E die Ausgangssignale der UHD-Gatter 13 bzw. 14 den Pegelwert L haben.

Die Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung drei durch den Lichtleiter-Bingbus verbundene Teilnehmer 32**, 32 und 32⁺ der in der Figur 1 dargestellten Art. Bezogen auf die Signalflußrichtung ist der Teilnehmer 32" dem Teilnehmer 32 vorgeschaltet, und der Teilnehmer 32⁺ ist dem Teilnehmer 32 nachgeschaltet. Einzelheiten der Teilnehmer 32", 32 und 32⁺ sind mit den in der Figur 1 verwendeten Bezugszeichen versehen, wobei die Einzelheiten der Teilnehmer 32" und 32⁺ durch den Zusatz "-" bzw. "+" zu den Bezugszeichen voneinander unterschieden sind. D er optischen Steckverbindung 28" am Ausgang des Teilnehmers 32" sind das von der Leuchtdiode 27" des Teilnehmers 32" abgegebene optische Signal 0^" und das optische Signal 0^₂~ ^des optischen Parallelzweige zugeführt. Der arithmetische Mittelwert des optischen Signale 0^"* ist vier Mal so groß wie der arithmetische Mittelwert des optischen Signals 0_A2"~ gewählt; dieses Verhältnis entspricht einer Verstärkung von 6 dB gegenüber dem arithmetischen Mittelwert des optischen Signals 0^₂ ^-· ^{In der} op*ie^ch-^en Steckverbindung 28" erfahren das optische Signal 0_A1~ und das diesem überlagerte optische Signal 0_A2" eine Dämpfung von 1 dB. Das

130038/0135

optieche Ausgangs signal 0_A" des Teilnehmers 32" ist gleich dem dem Teilnehmer 32 zugeführten optischen Signal 0_E, wenn man davon ausgeht, daß die durch den die Teilnehmer 32" und 32 verbindenden Lichtleiter 33 verursachte Dämpfung vernachlässigbar klein ist. Das optische Signal 0_E erfährt durch die optische Steckverbindung 2 eine Dämpfung von 1 dB, durch die Aufteilung in zwei gleich große Teilsignale eine Leistungsteilung zu je 3 dB sowie eine Dämpfung von 1 dB je Zweig, bedingt durch optische Verluste bei der Signalteilung, so daß sowohl das optische Signal 0_E1 als auch das optische Signal 0_£2 gegenüber der Summe der optischen Signale 0^" und 0_A2~ ^um Jeweils 6 dB gedämpft sind. Das optische Signal 0_E2 erfährt durch das optische Verbindungsglied 30 eine Dämpfung von 1 dB, so daß das optische Signal 0«p (das mit dem von der Leuchtdiode 27 abgesehenen optischen Signal 0.^, zur Überlagerung kommt) gegenüber der Summe der optischen Signale 0^"" und 0_A2"~ ^um 7 ^dB gedämpft ist. D. h. der arithmetische Mittelwert des optischen Signals 0^₂ beträgt 20 % von der Summe der arithmetischen Mittelwerte der optischen Signale 0_A1~ und 0_A2~. Da die Teilnehmer 32", 32 und 32⁺ gleich aufgebaut sind, ist der arithmetische Mittelwert des von den Leuchtdioden 27", 27 und 27⁺ abgegebenen optischen Signals aller Teilnehmer gleich groß. Somit ist der arithmetische Mittelwert des optischen Signale 0^₂ auch um 6 dB gegenüber dem arithmetischen Mittelwert des optischen Signals 0_A1 gedämpft. Hierbei ist vorausgesetzt, daß die Dämpfung der die Teilnehmer verbindenden Lichtleiter vernachlässigbar klein ist, z. B. weil die Teilnehmer dicht beieinander angeordnet sind. Da Lichtleistungen

130038/0135 ~¹²~

verglichen werden, entspricht eine Dämpfung von 6 dB einer Terringerung auf ^p des Auegangswertes. Das aus den Signalen 0.- und 0^2 durch Addition der Lichtleistungen zusammengesetzte optische

in
Signal 0_A erfährt der optischen Steckverbindung 37 eine Dämpfung von 1 dB und durch die Aufteilung in zwei optische Teilsignale zusätzlich eine Dämpfung von 3 dB, so daß das optische Signal 0Jg^]⁺ gegenüber dem optischen Signal 0_A um 4 dB gedämpft ist.

Die Figur 3 zeigt ausgehend von der Figur 2 anhand von Liniendiagrammen das optische Signal 0_A2» ^d*^e diesem proportionale elektrische Spannung Uj₁ und das optische Signal 0^ des Teilnehmers 32 sowie das optischen Signal 0_A2 ^{+ uncl die} <M-^esem proportionale Spannung Uj₁ ⁺ des Teilnehmers 32⁺, in die der opto-elektronische Wandler 6⁺ des Teilnehmers 32* das ihm zugeführt e optische Signal 0έμ ⁺ umformt. Wie oben beschrieben, ist der arithmetische Mittelwert des optischen Signals 0^₂ gegenüber dem arithmetischen Mittelwert der Summe der optischen Signale 0_A1" und 0_A2~ um 8 dB gedämpft, es weist jedoch qualitativ den gleichen zeitlichen Verlauf auf. Da auch das optische Signal 0^ und damit die elektrische Spannung Uj₁, in die der opto-elektronische Wandler 27 des Teilnehmers 32 das ihm zugeführte optische Signal 0_E1 umformt, den gleichen zeitlichen Verlauf aufweisen, sind in dem oberen Liniendiagramm der Figur das optische Signal 0_A2 und die elektrische Spannung U_L in einem gemeinsamen Kurvenzug dargestellt, dessen arithmetischer Mittelwert mit 0_A2m ^tzw· ^üLm fc^ezeiclmefc ^is*· ^{In dem} mittleren Liniendiagramm der Pigur 3 ist das von dem elektronischen Teil 4 des

130038/0135 -13-

Teilnehmers 32 regenerierte optische Signal 0_A1 dargestellt. Die Werte "O" und "1" der zu übertragenden binären Variablen werden durch drei verschieden hohe Pegelwerte 0_A1 , 0.,. und 0 realisiert, wobei es sich bei den Pegelwerten 0^ und

^{um den} ^oloeren bzw. den unteren Wert des von der Leuchtdiode 27 abgegebenen optischen Signals 0^ handelt. Bezeichnet man die Differenz zwischen den optischen Signalen 0^_o und sowie zwischen den optischen Signalen 0j^_m und 0^„ als Δ0_Α,, und setzt δ0_Α^ - oC. 0^_m? so ergeben sich für den oberen und den unteren Pegelwert die Beziehungen 0AXi₀ " 0k*_m (1 +«Ό bzw.

(1 - o6). In der Pigur 3 ist =6» # gewählt. Der Wert "O" der zu übertragenden binären Variablen besteht aus drei gleichlangen Impulsen der Zeitdauer At, von denen der erste den Pegelwert 0jM„ aufweist, der zweite den Pegelwert 0_A^_O aufweist und der dritte den Pegelwert 0^_m aufweist. Der Wert "1" der zu übertragenden binären Variablen besteht aus drei gleichlangen Impulsen der Zeitdauer At, von denen der erste den Pegerwert 0j^/j_o aufweist, der zweite den Pegelwert 0^_u aufweist und der dritte den Pegelwert 0j^_m aufweist. In Zeiträumen, in denen keine Information übertragen wird, ist 0^ » 0^^· Ea dem unteren Liniendiagramm der Pigur 3 sind das optische Signal 0^ ^{und d}^^e diesem proportionale elektrische Spannung U^⁺ des Teilnehmers 32⁺ in einem gemeinsamen Eurvenzug dargestellt.

Der Kurvenzug, der in dem oberen Liniendiagramm der Figur 3 dargestellt ist, entspricht dem Ausigangssignal eines !Teilnehmers der das empfangene Signal regeneriert und das regenerierte Signal

-14-130038/0135

weiterleitet, wobei dem regenerierten Signal das abgeschwächte nichtregenerierte Signal überlagert ist. Die auf den arithmetischen Mittelwert U_Lm bezogenen Schwellwerte des Dreipunktschalters 8 sind wie folgt gewählt: U_LoQ » Uj^ (1 + φ und

^ULuS ■ ^ULm ^ - ί )· ^m* *" f ^er«^{ibt 8icl1 U}LoS ^β I ¹¹Lm ⁰^

ρ
Uj₁ g « -=r Uj₁ . Im Zeitpunkt t^. überschreitet die Spannung U,.

den oberen Schwellwert U-g· Nach Ablauf einer Verarbeitungszeit, die durch die Laufzeiten im elektronischen Teil 4 des !Teilnehmers 32 verursacht ist und die in der Figur 3 mit ■§=. angesetzt ist, springt das optische Signal 0^ (mittleres Liniendiagramm der Figur 3) im Zeitpunkt t^ = t. + 4^· von dem Pegelwert 0_A/]_ auf den Pegelwert 0jm_o· Im Zeitpunkt t^ + At unterschreitet die Spannung TJt den unteren Schwellwert Ux g, und im Zeitpunkt t^ + At ■ t^ + ψ- + At springt das optische Signal 0^ von dem Pegelwert 0^₀ auf den Pegelwert 0_A/j_u· I^ Zeitpunkt t^. + 2ßt überschreitet die Spannung U^ den unteren Schwellwert U^a dedoch nicht den oberen Schwellwert Um ^- versetzt springt das optische Signal 0^ im Zeitpunkt t^ + 2At - t^j + ψ- + 2At von dem Pegelwert 0_A1u auf den Pegelwert 0_A^_a· I» Zeitpunkt t₂ ■ t^ + 3At unterschreitet die Spannung Uj₁ wieder den unteren Schwellwert Uj₁₁₁₈, und um -|£ versetzt springt das optische Signal 0^ im Zeitpunkt to - to + jr- von dem Pegelwert 0»^_Ä auf den Pegelwert

Die drei Impulse zwischen den Zeitpunkten t^ und tp bzw. t^ und tp entsprechen dem Wert "1^H oder zu übertragenden binären Variablen. Die drei Impulse zwischen den Zeitpunkten

130038/0135 -15-

tg und t, bzw. ±2 ¹^ *χ entsprechen dem Wert "O" der zu übertragenden binären Variablen, und die drei Impulse zwischen den Zeitpunkten t, und t^ bzw. t, und t^ entsprechen wieder dem Wert "1" der zu übertragenden binären Variablen.

Der Kurvenzug im unteren Liniendiagramm der Figur 3 ergibt sich aus der Überlagerung der optischen Signale 0^₂ und 0jm unter Berücksichtigung der Dämpfung durch die optischen Steckverbindungen 28 und 2⁺, die Aufteilung in die optischen Signale 0_E^⁺ und 0£2⁺ sowie die Dämpfung des optischen Signals 0_E2⁺ in dem optischen Dämpfungeglied 3O⁺. Wie oben beschrieben, beträgt die Dämpfung des optischen Signals 0j^⁺ gegenüber der Summe der optischen Signale 0_A1 und 0_A2 7 dB, entsprechend einer Verringerung auf 20 %. Die auf den arithmetischen Mittelwert Uj_-1 ⁺ bezogenen Schwellwerte des Dreipunktschalter im elektronischen Teil des Teilnehmers 32⁺ sind wie diejenigen des Dreipunktschalters im elektronischen Teil des Teilnehmers 32 gewählt:

^ULoS⁺ - V <^{1 +} Φ ^{und U}LuS⁺ - ^ULm⁺ <¹ " ί>'

Ist s. B. der Teilnehmer 32 gestört, so öffnet die Einrichtung zur Störungserkennung über das Eelais 26 den Kontakt 25- Das optische Signal 0^ ist gleich Null, und dem nachfolgenden Teilnehmer 32⁺ wird nur das optische Signal 0^ zugeführt. Der arithmetische Mittelwert U₁^⁺ ist jetzt zwar kleiner als im ungestörten Fall; da die Schwellwerte U_LoS ⁺ und U_LuS ⁺ aber auf den arithmetischen Mittelwert bezogen sind, kann der elektronische Teil des Teilnehmers 32⁺ weiterhin die elektrische Spannung Uj₁ ⁺ auswerten.

130038/0135 -¹⁶"

In der Figur 4 ist der Pail dargestellt, daß zwei aufeinanderfolgende Teilnehmer gestört sind. Die vier - wie in der Figur 2 schematisch dargestellten Teilnehmer sind mit den Bezugszeichen 34·» 35» 36, 37 versehen. Das von dem Teilnehmer 34 abgegebene optische Signal, das sich aue der Überlagerung des regenerierten optischen Signals und des gedämpften, direkt weitergeleiteten optischen Signals ergibt, wird in jedem der beiden gestörten Teilnehmer 35> 36 um 7 dB gedämpft, da keine !Regenerierung erfolgt. Das von dem opto-elektronischen Wandler des Teilnehmers empfangene optische Signal ist gegenüber dem von dem Teilnehmer abgegebenen optischen Signal um 19 dB gedämpft. Da der elektrische Teil der Teilnehmer für eine Dämpfung von mindestens 28 dB optisch, entsprechend 56 dB elektrisch, ausgelegt ist, können die Verluste auf den die Teilnehmer verbindenden Lichtleitern insgesamt bis zu 9 dB betragen. Bei vernachlässigbar kleinen Verlusten auf den die Teilnehmer verbindenden Lichtleitern bleibt das übertragungssystem auch dann funktionsfähig, wenn drei aufeinanderfolgende Teilnehmer ausfallen. Bei einer Verbesserung des elektronischen Teils der Teilnehmer lassen sich noch bessere Dämpfungswerte erzielen.

Die Figur 5 zeigt die Prinzipdarstellung eines Teilnehmers, dessen elektronischer Teil 4 mit demjenigen der Figur 1 übereinstimmt, dessen optischer Teil 3 sich jedoch von dem optischen Teil 3 der Figur 1 unterscheidet. Der optische Teil 3 enthält eine im folgenden als Kreuzkoppler 38 bezeichnete optische Verzweigungseinrichtung, der zwei Eingangslichtleitungen 39 und zugeführt sind. Von dem Kreuzkoppler 38 gehen zwei Ausgangs-

130038/0135

-17-

lichtleitungen 4-1 und 42 ab. Das optische Signal 0-^. der ersten Leitung ist gegenüber dem optischen Signal 0_E um 1 dB gedämpft, es teilt sich je zur Hälfte auf die beiden Ausgangslichtleitungen 41 und 42 auf. Aus der Aufteilung des optischen Signals ergibt sich eine Dämpfung von 3 dB, dazu kommt noch eine Dämpfung von 2 dB, die sich aus den optischen Verlusten durch das Aufeinandertreffen von je zwei Lichtleitern ergibt,

* so daß sowohl das optische Signal 0.. als auch das optische Signal 0_A2* gegenüber dem optischen Signal 0_£1* um 5 dB gedämpft ist. Das optische Signal 0^₂ der Lichtleitung 40 ist nur der Lichtleitung 41 jedoch nicht der Lichtleitung 42 zugeführt. Das optische Signal 0^ ergibt sich aus der Überlagerung der optischen Signale 0^ und 0_£2 , wobei beim Übergang auf die Lichtleitung 41 eine Dämpfung von 5 dB auftritt. In der optischen Steckver-, bindung 28 tritt eine weitere Dämpfung auf, die 1 dB beträgt.

Die figur 6 zeigt in schematischer Darstellung drei durch den Licht leiter-Ringbus verbundene Teilnehmer 43"", 43 und 43⁺ der in der figur 5 dargestellten Art. Ausgehend von den oben zugrundegelegten Dämpfungswerten ist auch in diesem Ausführungsbeispiel der arithmetische Mittelwert des regenerierten optischen Signale 0_E2 um 6 dB größer als der arithmetische Mittelwert des optischen Signals 0_E1*· Beim Ausfall eines Teilnehmers, z. B. des Teilnehmers 43, ist das optische Signal 0_£2 gleich Null und das optische Signal 0. ist gegenüber dem optischen Signal 0_E um 7 dB gedämpft. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können zwei aufeinanderfolgende Teilnehmer gestört sein, ohne daß die Weiterleitung der zu übertragenden Information unterbrochen wird. Die Dämpfung der zur Überlagerung^kpmmendejigoptiechen Signale 0_E1

-18-

_₁₈_ 3007358

und 0_E2 auf den Weg über den Kreuzkoppler 38, die Steckverbindungen 28 und 2⁺ sowie den die Teilnehmer 43 und 43⁺ verbindenden Lichtleiter muß mindestens 1 dB größer sein als das Verhältnis der Lichtleistung des optischen Signal 0^ ⁺ zu der-Jenigenjdes optischen Signals 0_E2 ⁺. Dabei spielt es keine Rolle, wie sich die Dämpfung auf die einzelnen Komponenten verteilt. In den Ausführungsbeispielen wird für die zur Überlagerung kommenden optischen Signale 0^ und 0_A2 (Figuren 1 bis 4) bzw. 0_E2 und #£1 (Figuren 5 und 6) von einem Leistungsverhältnis von 6 dB ausgegangen. Bei diesem Leistungsverhältnis kann im elektrischen Teil die zu übertragende Information noch sicher regeneriert werden.

Während in der Figur 1 in der Impulsformerstufe 44 eine selbsttätige Anpassung der Schwellwerte des Dreipunktschalters 8 an die Höhe dee jeweiligen arithmetischen Mittelwertes U_Lm des elektrischen Signale U_L erfolgt, ist in der Figur 7 das elektrische Signal Ut einer selbsttätig arbeitenden Verstärkungsregeleinrichtung 45 zugeführt. Das Verzögerungsglied 9 bildet den arith-

metischen Mittelwert Uj_118x der Ausgangs spannung U^ der Verstärkungsregeleinrichtung 45. Die Verstärkungsregeleinrichtung verstärkt die elektrische Spannung U_L so lange, bis der arithmetische Mittelwert Uj_1111x der Spannung U_L gleich einem vorgegebenen festen Wert U_L ist. Die Schwellwerte des Dreipunktschalters 8 sind dabei wie folgt fest eingestellt:

^ULmw* ^ ⁺ Φ ^¹*^{1 U}LuS* * ^ULmw* ^¹ " 1 ^ ^Die

der Figur 1 läßt sich durch die in der Figur 7 dargestellte Impulsformerstuf· ersetzen.

130038/0135

-19-

Venn eine Information den Lichtleiter-Bingbus einmal durchlaufen hat, regeneriert der absendende Teilnehmer die empfangene Information nicht mehr, und die von der Schaltungsanordnung 12 zur Auewertung der zugeführten Information (vgl. Figur 1) abgegebenen Signale B und S weisen den Pegelwert L auf. Wie oben bereits ausgeführt, ist der Schalter 17 geöffnet und der Schalter 18 geschlossen und das von der Leuchtdiode 27 abgegebene optische Signal ist konstant gleich dem arithmetischen 0^_n des optischen Signale 0^. Das diesem Wert überlagerte Signal 0_A2 ist im Mittelwert um ^6 dB kleiner. Das entsprechende elektrische Signal ü-^ erreicht damit die beiden Schaltschwellen der Impulsformerstufe 44 des darauf folgenden Teilnehmers nicht mehr.

Nach Erhalt der eigenen, abgesendeten Information ordnet die Schaltungsanordnung 12 den Signalen E und S die Pegelwerte H bzw. L zu, und die nachfolgenden Signale werden, wie oben ausgeführt, regeneriert.

130038/0135

Leerseite

Claims

Hartmann & Braun 6000 Prankfurt (Main), 12.02.80

Aktiengesellschaft Gräfatraße 97 vTh/fii

Opto-elektroniaches Übertragungssystem

Patentansprüche:

1J Opto-elektronischea Übertragungssystem nit mehreren an einen Lichtleiter-Hingbus angekoppelten Teilnehmern, die

- in einer optischen Verzweigungseinrichtung das ankommende optische Signal in zwei Teilsignale aufteilen,

130038/013S -2-

- in eine» Empfangsteil das eine der beiden optischen Teilsignale in ein elektrisches Signal umformen,

- in einer Impulsformerstufe das elektrische Signal regenerieren,

- in einem Sendeteil das regenerierte elektrische Signal in ein optisches Signal umformen und dem Lichtleiter-Eingbus zur Weiterleitung an den nächsten Teilnehmer zuführen,

das bei Störung einzelner Teilnehmer funktionsfähig bleibt, dadurch gekennzeichnet,

- daß die optische Verzweigungseinrichtung (3> 38)

das andere Teilsignal dämpft und dem vom Sendeteil (22) des Teilnehmers abgegebenen optischen Signal überlagert,

- daß für die Codierung der zu übertragenden Information ein Code mit drei Schaltzuständen bei konstantem arithmetischen Mittelwert verwendet ist und

- daß die Impulsformerstufe (44) das von dem Empfangsteil (5) abgegebene elektrische Signal (U_L) mit zwei verschiedenen Schwellwerten (U_LoS, ü_LuS) vergleicht, von denen der eine größer und der andere kleiner als der arithmetische Mittelwert (Uj^) des elektrischen Signals gewählt ist, wobei da* Verhältnis zwischen dem arithmetischen Mittelwert und jedem der beiden Schwellwerte konstant gehalten ist.
2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilnehmer eine Einrichtung (31) zur Störungserkennung enthalten, die im Störfall den elektrooptischen Wandler (27) des Sendeteile (22) des Teilnehmers von der elektrischen Ver-

130038/0135

-3-

-3-8orgung abtrennt.
3. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß der optischen Verzweigungseinrichtung (38) zwei Eingangslichtleitungen (39, 4-0) zugeführt sind und zwei Ausgangslichtleitungen (4-1, 4-2) von ihr abgehen,

- daß sich das optische Signal (0·^*) der ersten Eingangslichtleitung <39) auf die beiden Ausgangslichtleitungen (41, 42) aufteilt,

- daß das optische Signal (0_E2*) ^der zweiten Eingangslichtleitung (40) nur der ersten Ausgangslichtleitung (4-1) zugeführt ist,

- daß die zweite Auegangslichtleitung (4-2) mit dem Empfangsteil (5) des Teilnehmers verbunden ist und die zweite Eingangslichtleitung (40) mit dem Sendeteil (22) des Teilnehmers verbunden ist,

- daß das im Empfangsteil (5) gebildete elektrische Signal (ü_L) einem Dreipunktschalter (8) und zur Bildung des arithmetischen Mittelwertes (Uj₁₁₁) einem Verzögerungsglied (9) zugeführt ist,

- daß der Dreipunktschalter (8) beim Überschreiten eines oberen auf den arithmetischer Mittelwert (Uj^) bezogenen Schwellwertee (^υΐ,_οβ) einen ersten Schaltzustand (A_Q « H, B « L) annimmt, beim Unterschreiten eines unteren auf den arithmetischen Mittelwert (U-^) bezogenen Schwellwertes (U_LuS) einen zweiten Schaltzustand (A_ß - L, B_ß » H) annimmt und bei Lage zwischen den beiden Schwellwerten ( ^

130038/0135

einen dritten, mittleren Schaltzustand (A » L, B « L)

e e

annimmt und

- daß der Sendeteil (22) des Teilnehmers in die zweite Eingangslichtleitung (40) der optischen Verzweigungseinrichtung (58) ein optisches Signal (0_E2*) einspeist, dessen Höhe durch den jeweiligen Schaltzustand des Ureipunktschalters (8) bestimmt ist (Figuren 1 und 5).
4. Übertragungssystem nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß eine selbsttätige Anpassung der Schwellwerte (U_{1 g}, des Dreipunktschalters (8) an die Höhe des jeweiligen arithmetischen Mittelwertes (Uj₁₁₁) des elektrischen Signals (U erfolgt (Figur 1).
5. Übertragungssystem nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal (U_L) einer selbsttätig arbeitenden Verstärkungsregeleinrichtung (45) zugeführt ist, die den arithmetischen Mittelwert des elektrischen Signals einem vorgegebenen festen Wert angleicht (Figur 7)·
6. übertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der absendende Teilnehmer die ihm nach einem fiingumlauf der zu übertragenden Information wieder zugeführte Information nicht mehr regeneriert.

-5-

130038/013 5