DE3142923C2 - Optisches Übertragungssystem - Google Patents

Abstract

Dienstintegriertes optisches Nachrichtenübertragungssystem für Schmal- und Breitbandmultiplexbetrieb, wobei die teilnehmerseitigen Einrichtungen einen Ladungsspeicher aufweisen, der bei Netzausfall die Stromversorgung übernimmt und eine Übertragung mit verminderter Bandbreite ermöglicht, wobei in den Einrichtungen jeweils durch einen Signaldetektor überwacht wird, ob Signale übertragen werden oder nicht, und wobei die zur Übertragung benötigten Baugruppen der Einrichtungen abgeschaltet werden, wenn keine Übertragung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Signaldetektor (SDT) einen Differenzverstärker (VD1, VD2) mit nachfolgendem Schwellwertschalter (SWS1, SWS2) enthält, daß die Eingänge des Differenzverstärkers (VD1, VD2) mittels einer ersten Diode (D1) überbrückt sind, durch die mindestens ein Teil des Fotostroms geleitet wird, und daß durch die an dieser Diode (D1) anstehende Durchlaßspannung der Schwell wert umschalter (SWS1, SWS2) umgeschaltet wird.

Description

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den, bei dein ein Rückkopplungskreis mit einer Photo- ode D1 immer gesperrt und die zweite Diode D 2 teidetektierdiode, einem Operationsverstärker und Schalt- tend, weohalb der Differenzverstärker nicht zur Durshmittel zur Regelung des Vorstroms für die Laserdiode schaltung kommt Auch über den Widerstand R 2 und vorgesehen ist die Diode D 2 kann die Batterie i/2 nachgeladen wer-Die DE-OS 28 14 856 beschreibt eine potentialgetrenn- 5 den. Anstelle der Diode D 3 kann auch eine Reihente Übertragung digitaler Signale mit Optokopplern, wo- schaltung von zwei Dioden D 3 und D 3' eingefügt werbei eine Signalspannung sinem Schmitt-Trigger und ei- den, wodurch im Aktivierungsfall, also bei ausgefallener ner Leuchtdiode des Optokopplers zugeführt ist und Betriebsspannung Ui, die Diode Di am Differenzverdieser Leuchtdiode ein von dem Schmitt-Trigger ange- Stärkereingang praktisch ohne Verzug sofort durch den steuertes Schaltelement parallel geschaltet ist Dadurch 10 Fotostrom leitend gesteuert wird
wird eine genau definierte Ansteuerspannung ermög- Die F i g. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der licht und ein hoher statischer Störspannungsabstand er- mit Hilfe der erfindungsgemäßen Signaldetektoranordzielt nung auch bei Obertragungspausen des Normalbetriebs Schmitt-Trigger und Komparatoren sind an sich schon das Eintreffen von Empfangspegel detektiert werden lange bekannt, sie sind beispielsweise beschrieben in 15 kann. Damit ist es möglich, in den Obertragungspausen »Elektronik, 1. Teil: Grundlagen-Elektronik«, Europa- alle Empfangsbaugruppen von der Spannungsversor-Fachbiichreihe, 5. Auflage 1969, Wuppertal, Seiten gung abzutrennen, mit Ausnahme des Signaldetektors, 250—251 bzw. Seiten 298—299. wodurch erhebliche Leistungseinsparung erfolgt Der Allen Entgegenhaltungen ist jedoch eines gemein, daß Differenzverstärker VD2 wird dabei durch die Beihnen keinerlei Hinweise auf den Anmeldungsgegen- 20 triebsspannung Ui versorgt inde^ die Stromversorstand entnommen werden können. gungseingänge direkt oder über eine D; ode D 4 mit dem

Durch die Erfindung ergeben sich die Vorteile, daß Pluspol der Betriebsspannung U1 bzw. über ein Wider-

bei Eintritt des Fotostroms der Signaldetektor verzöge- Standskondensatornetzwerk R A, R 5 mit dem Minuspol

rungsarm aktiviert wird, durch den die benötigten Emp- der Betriebsspannung U i verbunden sind. Die Eingän-

fangsbaugruppen sofort betriebsbereit geschaltet wer- 25 ge de* Differenzverstärkers VD 2 liegen parallel an der

den. ' Diode D1, die mit ihrem einen Pol mit dem hochfre-

Es folgt nun die Beschreibung der Erfindung anhand quenzmäßig kalten Pol der Empfangsdiode ED verbun-

der Figuren. den ist, wodurch bei Vorhandensein des Fotostroms die

Beide F i g. 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele für anstehende Durchlaßspannung den Differenzverstärker

die Signaldetektoranordnung der Erfindung. 30 VD 2 zur Durchschaltung bringt Am Ausgang dessel-

In Fig. 1 ist die Empfangsdiode ED erkennbar, dk ben, der insgesamt auf hohem Potential liegt, da Ui von der Betriebsspannung Ui über eine Diode DA und größer als die Batteriespannung Ul ist ist ein Spaneine weitere Diode D 3 bzw. über einen Widerstand nungsteiler R 6, R 7 notwendig, an dessen Teilerpunkt vom anderen Pol der Betriebsspannung i/l gespeist ein Schwellwertschalter SWS2 entweder direkt oder wird, wobei der an dem Widerstand durch den Foto- 35 über einen dazwischengeschalteten Zwischenverstärker strom entstehende Spannungsabfall einem Eingangs- angeschlossen ist Mit Hilfe dieses Schwellwertschalters verstärker Vl zugeführt wird. Am Einspeisepunkt el ist bei Empfang eine normale Betriebsspannung U3 zwischen den beiden Dioden D3 und DA ist ein Block- oder eine im Notbetrieb reduzierte Betriebsspannung kondensat*.«· Cnach Masse geschaltet Der Signaldetek- i/3' über DlO bzw. DIl an die jeweils benötigten tor besteht aus einem Differenzverstärker VDl mit *o E^ipfangsbaugruppen anschaltbar. Sofern der Diffenachgeschaltetem Schwellwertschalter SWSi, wobei renzverstärker VD2 auch bei eingeschleiftem Widerdie Eingänge des Differenzverstärkers zwei antiparallel Standskondensatornetzwerk RA, R5 bei reduzierter geschaltete Dioden D1 und D 2 überbrückt sind. Beide Spannung U 2 noch zu arbeiten vermag, ist die Versor-Eingänge sind über Widerstände R 1 und R 2 parallel an gung des Differenzverstärkers VD 2 iiber Widerstand die Diodi D3 geschaltet (ei, eT). An den positiven 45 A3 und Diode /75, über die beim Notbetrieb und im Eingang des Differenzverstärkers ist weiterhin die Bai- Aktivierungsfall durch der Fotostrom geliefert wird, terie U 2 angeschaltet die außerdem den Differenzvcr- und Leitung 1 durch die Battcriespannung U 2 vorteilstärker und den Schwellwertschalter mit Sirom ver- haft, da dann eine zusätzliche Anordnung nach F i g. 1 sorgt Die Schaltung funktioniert wie folgt. Fällt die Be- für die Empfangsüberwachung bei Netzausfall entfallen triebsspannung Ui aus, dann wird Kondensator C über so kann. Sofern jedoch das Widerstandskondensatornetz-Widerstand R 1 auf die Spannung der Batterie t/2 ent- werk RA, RS einen sicheren Betrieb des Differenzyerladen. Die Schaltung verharrt nun in Wartestellung. So- stärkers VD2 bei der Batteriespannung i/2 nicht mehr bald in der Empfangsrichtung eine Übertragung erfolgt garantiert, kann in günstiger Weise mittels des Schwellwerden die Dioden D 3 und Dl leitend. Durch den an wertschalters SiVS 2 in den Übertragungspausen das der ersten Diode D1 erzeugten Durchlaßspannungsab- 55 Vorwiderstandsnetzwerk RA₁RS mit Hilfe eines Ruhefall werden der Differenzverstärker VD1 durchgeschal- schalters S1 und eines in Reihe dazu liegenden Widertet und durch den nachfolgenden Schwellwertschalter Standes R 8 und der Spannungsteiler R 6 mit Hilfe eines SVKS1 die Versorgungsspannung i/2 an die Empfangs- gleichzeitig beiä'igten zweiten Schalters S2 zur Erhobaugruppen Vl usw. angeschaltet Über eine weitere hung der Schwellwertschaltereingangsspannung überDiode DS und einen weiteren Widerstand R 3 kann von 60 brückt werden. Beide Sehalter werden über ein UND· der Batterie i/2 bei entsprechender Dimensionierung Glied i/in Abhängigkeit vom Betriebszustand gesteuein kräftigerer Fotostrom geliefert werden, falls über ert.

die Widerstände R 1 bzw. R 2 nicht genügend Strom Die Batterie i/2 wird während des Übertragungsbe-

geliefert werden kann. triebs über die Diode D 4 und über den Widerstand R 8

Im Normalbetriebsfall wird die Batterie U 2 über den 65 von der Betriebsspannung U i geladen.
Widerstand R 1 von d ;r Betriebsspannung U1 aufgela- Üblicherweise wird das hochfrequenzmäßig kalte Enden. Da die Betriebsspannung U1 wesentlich höher ist de der Empfängerdiode mittels Blockkondensator abgeals die Batteriespannung U2, ist in diesem Fall die Di- blockt. In beiden Ausführungsbeispielen wird an dem

abgewandten Pol der mit der Empfängerdiode verbundenen Diode D3 bzw. DI abgeblockt. Es ist deshalb erforderlich, den dynamischen Widerstand der vorgeschalteten Dioden möglichst klein gegen den der Fotodiode zu halten. Falls notwendig, kann im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 parallel zur Diode D 1 ein weiterer Blockkondensator C1 mit Entladewiderstand R 1 geschaltet werden. In diesem Fall sollte der Differenzverstärker VD 2 eine hohe Empfindlichkeit aufweisen (Ansprechspannung beispielsweise einige mV).

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

1 . . 2 Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur : Patentansprüche: ersten Diode (D 1) ein weiterer Blockkondensator :(Ci) und ein Widerstand (R 1) geschaltet sind.

1. System mit Einrichtungen zur Übertragung von 7. System nach einem der Ansprüche 3—6, da-Schmalband- und Breitbandsignalen zwischen einem 5 durch gekennzeichnet, daß der Fotostrom über eine Teilnehmer und einer Zentrale, wobei sendeseitig vierte Diode (DA) von der Betriebsspannung (U 1) die Schmal- und Breitbandsignale durch Multiplexer und über eine fünfte Diode (D 5) und einen dritten zusammengefaßt, über ein Lichtwellenleitersystem Widerstand (R 3) von dem Ladungsspeicher (U 2)

; übertragen und empfangsseitig durch Demultiplexer 'lieferbar ist

die Schmal- und Breitbandsignale zurückgewonnen 10 8. System nach einem der vorhergehenden Anwerden, wobei die teilnehmerseitigen Einrichtungen, sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch den die durch das Netz mit Strom versorgt werden, eine Schwellwertschalter (SWS 2) über Entkopplungs-Batterie aufweisen, die bei Netzausfall die Stromver- dioden (D 10, D11) eine normale Betriebsspannung sorgung übernimmt, und wobei bei Netzausfall die (U3) oder eine bei Notbetrieb reduzierte Betriebs-Einrichtungen derart umschaltbar sind, daß die 15 spannung (U3¹) über Schalter an die zu versorgen-Übertragung über das LichtweUenleitersystem mit den Baugruppen angeschaltet wird,
verminderter Bandbreite erfolgt, wobei in der teilnehmerseitigen und/oder zentralen Einrichtung ein

Signaldetektor vorgesehen ist, durch den überwacht
wird, ob Signale übertragen werden oder nicht, wo- 20

bei die zu einer Übertragung benötigten Baugrup- Die Erfindung betrifft ein optisches übertragungssypen der Einrichtungen wie Verstärker, Multiplexer, stern gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Demultiplexer, Treiberstufen, Coder, Decoder usw. In der Bezugsanmeldung wird vorgeschlagen, den Siabgeschaltet werden, wenn keine Übertragung statt- gnaldetektor direkt durch den Fotostrom der Empfindet, und wobei der Signaldetektor durch den Fo- 25 fangsdiode anzusteuern, wobei die mitteis eines Widertostrom der Empfangsdiode direkt derart ansteuer- Standes überbrückten Eingänge eines Differenzverstärbar ist, daß er bei einer Übertragung die dafür benö- kers über Dioden mit dem Stromeinspeisepunkt der tigten Baugruppen der Empfangseinrichtungen zur Fotodiode und der eine Eingang mit der Batterie U2 Stromversorgung bei Normalbetrieb an eine Be- verbunden sind. Bei Ausfall der Betriebsspannung Ut triebsspannungsquelle und bei Netzausfall an die 30 für die Fotodiode wird der ebenfalls am Stromeinspeise-Batterie anschaltet, nach Patent (Anmeldung punkt angelegte Blockkondensator C auf eine Span-P31 42 924 (BK. 80/',09)), dadurch gekenn- nung Ul plus einer Diodenschwellspannung entladen, zeichnet, daß der Signaldetsktor (SDT) einen Erfolgt nun Betrieb, so entlädt sich dieser Kondensator Differenzverstärker (VDX, V~>2) mit nachfolgen- weiterhin durch den Fotostrom der Empfangsdiode. Hat dem Schwellwertschalter (SV/Si, SWS2) enthält, 35 die Kondensatorspannung den Wert t/2 minus einer daß die Eingänge des Differenzverstärkers (VD X, Diodenschwellspannung erreicht, so wird der Konden- VD 2) mittels einer ersten Diode (D X) überbrückt sator C über den Eingangswiderstand des Differenzversind, durch die mindestens ein Teil des Fotostroms stärkers von der Batterie U 2 geladen. Durch die am geleitet wird, und daß durch die an dieser Diode Eingangswiderstand des Differenzverstärkers abfallen- (DX) anstehende Durchlaßspannung der Schwell- 40 de Spannung wird der Differenzverstärker durchgewertumschalterfSW51,SW52) umgeschaltet wird. schaltet und der nachfolgende Schwellwertschalter

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- SWS kann die reduzierte Betriebsspannung an den Einnet, daß eine zweite Diode (D 2) antiparallel zur er- gangsempfangsverstärker V X anschalten.

sten Diode geschaltet ist Nachteilig ist dabei, daß sich der Kondensator C um 2

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- 45 Dioden-Schwellspannungen entladen muß, bis der Einkennzeichnet, daß die beiden Eingänge des Diffe- gangsempfangsverstärker eingeschaltet wird. Dies berenzverstärkers (VD X) über zwei Widerstände (R 1, deutet eine relativ lange Zeit, was bei Notübertragungs- R 2) parallel an eine dritte Diode (D3) geschaltet betrieb mit einschränkten Bandbreite nicht als störend

H sind, daß deren einer Pol (e 2) mit dem sogenannten empfunden werden mag. Bei einem Breitbandbetrieb,

j| kalten Pol der Empfangsdiode (ED) und deren ande- so bei dem in den Übertragungspausen die Betriebsspan-

H rer Pol (el) mit einem Blockkondensator (Qverbun- nung abgeschaltet und die Stromversorgung erst bei

ä den sind. neuerlichem Empfang wieder eingeschaltet wird, ist dies

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4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- nicht tragbar.

ti? net, daß anstelle der dritten Diode (D 3) eine gleich- Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe

;| sinnige Reihenschaltung zweier Dioden (D 3, D 3') 55 zugrunde, ein Übertragungssystem der obigen Art an-

[ · eingefügt ist. zugeben, bei dem die Stromversorgungsquellen in den

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5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- Übertragungspausen abgeschaltet werden können und

net, daß der Differenzverstärker (VD 2) direkt oder bei dem sofort nach Empfang eines Fotostroms die Ver-

% über eine vierte Diode (D 4) von dem einen Pol und sorgungsspannung für alle benötigten Empfangsbau-

|.·ϊ über ein Widerstandsnetzwerk (R 4, RS) von dem eo gruppen angeschaltet werden, Die Verzugszeit zwi-

anderen Pol der Betriebsspannung (UX) stromver· sehen Eintritt des Licht- bzw. Fotostroms und der Akti-

■j sorgt wird, daß der Ausgang des Differenzverstär- vierung des Signaldetektors soll dabei so kurz wie mög-

;; kers (VD2) über einen Spannungsteiler (R6, Rl) Hch sein. Dabei soll die Aufgabe in unaufwendiger Wei-

j I auf den Eingang des Schwellwertschalters (SWS2) se gelöst werden.

■ geschaltet ist und daß der eine Pol (e 2) der ersten 65 Die Lösung erfolgt mit den im Patentanspruch 1 ge-

! . Diode (D X) mit dem sogenannten kalter. Pol (el) mit kennzeichneten Merkmalen.

einem Blockkondensator (C) verbunden sind. Durch die DE-OS 29 02 789 ist ein Sender für opti-

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6. System nach einem der vorhergehenden An- sehe Nachrichtenübertragungssysteme bekanntgewor-