DE3208008A1 - Faseroptisches datenuebertragungssystem - Google Patents

Description

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Augsburg, den 3. März 1982 Anw.Aktenz.: M.669

The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government

of the united Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, Whitehall, London SW1A 2HB, England

Faseroptisches Datenübertragungssystem

Die Erfindung betrifft ein faseroptisches Datenübertragungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Datenübertragung findet in einem Kommunikationssystem statt, wenn eine in Form eines Signals kodierte Information von einem ersten Kommunikationsknoten ausgesendet und an einem zweiten Kommunikationsknoten empfangen wird. Dabei wird in zunehmendem Maße von der Datenübertragungstechnik über eine Datenhauptleitung Gebrauch gemacht, wobei alle Kommunikationsknoten an einen kontinuierlichen Kommunikationskanal angeschlossen sind. Bei dieser Technik ist eine Kommunikation zwischen allen angeschlossenen Knoten möglich, vorausgesetzt, daß geeignete Maßnahmen getroffen sind, um sicherzustellen, daß die Hauptleitung nicht belegt ist und daß ein empfangender Knoten nur beim Empfang von für diesen Knoten bestimmten Daten tätig wird. Die Verwendung einer Datenhauptleitung bringt eine Anzahl von

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Vorteilen mit sich, da sie eine Kommunikation zwischen einer Mehrzahl von Knoten ermöglicht und eine komplizierte Verknüpfungsschaltung zwischen den verschiedenen Knoten vermieden wird. Diese Technik ist insbesondere dann attraktiv, wenn die Installation von Geräten auf beengtem Raum und unter schwierigen Bedingungen stattfinden muß und wenn ein minimales Gewicht angestrebt wird, beispielsweise in einem Plugzeug.

Die Datensaxnmelleitungstechnik ist im Zusammenhang mit der übertragung von in Form elektrischer Signale kodierter Informationen entwickelt und umfassend angewendet worden und erleichtert den Aufbau von Systemen, bei denen die Betriebsenergie an den Kommunikationsknoten zur Verfügung steht, wodurch die Notwendigkeit eines besonderen Zentralrechners entfällt. Dies führt zu einer Verringerung der notwendigen Anzahl von Datenubertragungsvorgängen, woraus eine bessere Effizienz der Anlage resultiert, jedoch das System als ganzes der Möglichkeit von Kommunikationsstörungen ausgesetzt ist.

In den letzten Jahren wurde in erheblichem Maße an Kommunikationsverbindungen gearbeitet, bei denen zu übertragende Daten in ein optisches Signal kodiert werden, das über faseroptische Leiter übertragen wird. Die Verwendung der Faseroptik bringt besondere Vorteile, da die übertragenen Daten keiner Verfälschung durch elektromagnetische Störungen ausgesetzt sind und faseroptische Leiter in mechanischer Hinsicht und im Hinblick auf die Übertragungsbandbreite vorteilhafte Eigenschaften haben.

Leider können jedoch faseroptische Leiter nicht unmittelbar zu einer Datensammelleitungsanordnung zusammengeschaltet werden, da sich Signalenergieverluste an Verbindungssteilen und Ankopplungsstellen, wo Kommunikations-

knoten angeschlossen sind, aufsummieren und den Anschluß einer nennenswerten Anzahl von Kommunikationsknoten nicht zulassen. Um eine einer Sammelleitungsschaltung angenäherte Anordnung zu erhalten, ist die Verwendung einer diskontinuierlichen Hauptleitung bekannt, bei welcher herkömmliche faseroptische übertragungsleitungen zwischen die einzelnen Knoten geschaltet sind und ein empfangenes Signal jeweils mittels eines Übertragers auf der nächstfolgenden übertragungsleitung regeneriert wird. Bei dieser Anordnung kann jedoch eine Störung eines zur Signalregeneration dienenden Empfänger/Senders zum vollständigen Ausfall der ganzen Anlage führen, so daß redundante übertragungsleitungen zwischen mindestens jedem zweiten Knoten vorgesehen sein müssen, um möglichen Störungen Rechnung zu tragen. Derartige Redundanzschaltungen machen jedoch die grundsätzlichen Vorteile der Datensammelleitungstechnik wieder zunichte und haben deshalb die Einführung entwicklungsfähiger Datensammelleitungssysteme in faseroptischer Technik verhindert.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein brauchbares Datenübertragungssystem in faseroptischer Technik zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

•Vorzugsweise weist jede Schnittstelle eine faseroptische Leitung auf, die von einem Zugriffsanschluß zu einem Sternpunkt führt und an einem Sende-Endabschluß und einem Empfangs-Endabschluß endigt, der in optischem Kontakt mit dem Sendewandler bzw. dem Empfangswandler steht. Die Wandler können vorteilhafterweise in einer gesonderten Schnittstelleneinheit angeordnet und mittels herkömmlicher faseroptischer Leitungen mit einer den Sende-Endabschluß und den Empfangs-Endabschluß enthaltenden Schnittstelleneinheit verbunden sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Datenübertragungssystem nach

der Erfindung, und

Fig. 2 eine Schnittstelle des Datenübertragungssystems nach Fig. 1 mehr im einzelnen.

Fig. 1 zeigt ein Datenübertragungssystem mit einer faseroptischen Datenhauptleitung 10 zur Kommunikation zwischen einer Mehrzahl von Kommunikationsknoten, beispielsweise zwischen Knoten 11, 12 und 14. An jedem Knoten ist eine Schnittstelle mit einem Eingang 15 und einem Ausgang 16 vorgesehen, an welche Kommunikationsgeräte angeschlossen werden können.

Jede Schnittstelle weist eine erste Schnittstelleneinheit 17 und eine zweite Schnittstelleneinheit 25 auf, wodurch ein Zugriffsanschluß zu der Datenhauptleitung 10 hergestellt ist, wie nachstehend mit Bezug auf Fig. 2 mehr im einzelnen beschrieben wird. Die erste Schnittstelleneinheit 17 weist einen kontinuierlichen faseroptischen Pfad 18 auf, der über eine Zugriffsverbindung 19 mit der Datenhauptleitung 10 gekoppelt ist. Dieser faseroptische Pfad 18 weist einen Sternpunkt 20 auf, von welchem Zweige 21 und 22 ausgehen, die zu Endabschlüssen 23 bzw. 24 führen. Die Herstellung und die Eigenschaften einer Zugriffsverbindung und eines Sternpunkts sind an sich bekannt, so daß es für den Fachmann einzusehen ist, daß über den Endabschluß 23 zugeführte optische Signale bidirektional auf die Datenhauptleitung 10 übertragen werden, und daß ein Teil der Energie von in der einen oder anderen Richtung auf der Datenhauptleitung 10 übertragenen optischen Signalen zum Endabschluß 24 geleitet wird.

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Die Endabschlüsse 23 und 24 sind über herkömmliche bidirektionale faseroptische Verbindungen 26 und 27 mit Endabschlüssen 28 und 29 einer zweiten Schnittstelleneinheit 25 verbunden. Ein faseroptischer Pfad 30 leitet am Endabschluß 29 empfangene optische Signale zu einem als Fotodiode ausgebildeten Empfangswandler 31. Von einem als Leuchtdiode ausgebildeten Sendewandler 32 ausgehende optische Signale werden über einen faseroptischen Pfad 33 zum Endabschluß 28 geleitet, um dann in der oben beschriebenen Weise bidirektional auf die Datenhauptleitung 10 übertragen zu werden, so daß infolgedessen Daten über die Datenhauptleitung 10 zu anderen Kommunikationsknoten übertragen oder von diesen empfangen werden können.

Die zweite Schnittstelleneinheit 25 weist eine Steuerschaltung 34 auf, die so ausgelegt ist, daß sie aufgrund eines an einem Eingang 35 empfangenen elektrischen Signals den Sendewandler 32 ansteuert, der dieses Signal in ein entsprechendes optisches Signal umsetzt. Entsprechend erzeugt die Steuerschaltung 34 aufgrund eines vom Sendewandler 31 empfangenen optischen Signals ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal an einem Ausgang 36. Außerdem ist die Steuerschaltung 34 so ausgelegt, daß auf der Datenhauptleitung 10 erscheinende Datensignale, die vom Empfangswandler 31 empfangen werden, festgestellt werden und den Sendewandler 32 triggern, um das Datensignal verstärkt weiterzusenden.

Es ist einzusehen, daß der im Datensignal auftretende Energieverlust infolge der Ableitung eines Teils der Signalenergie an der Zugriffsverbindung 19 der Schnittstelle durch die Signalverstärkung kompensiert wird, so daß eine beliebige Anzahl von Schnittstellen in der Datenhauptleitung vorgesehen sein kann, ohne daß die Gefahr beeinträchtigter Kommunikation durch Energieverluste an den Anschlußstellen (Fig. 1) besteht. Außerdem ist einzusehen, daß, da die Datenhauptleitung 10 kontinuierlich, d.h. in sich geschlossen ist, die Datenübertragung unter der Voraus-

setzung ausreichender Signalenergie nicht durch Störungen an einer Schnittstelle beeinträchtigt wird, so daß eine Kommunikation zwischen den betriebsfähig bleibenden Kommunikationsknoten selbst im ungünstigsten Fall einer Störung an einer benachbarten Schnittstelle aufrechterhalten werden kann. Da die Signalübertragung von einer Schnittstelle aus bidirektional erfolgt/ bewirkt selbst eine unterbrechung in der Hauptleitung 10 keine wesentliche Beeinträchtigung der Datenübertragung.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Datenhauptleitung durch eine einzige faseroptische Leitung gebildet. Die Signale auf der Hauptleitung können als Analogsignale oder als serielle Digitalsignale übertragen werden. Bei Analogsignalen stellt das aktiv weitergeleitete Signal eine verstärkte Version des empfangenen Signals dar. Bei Digitalsignalen erfolgt die aktive übertragung vorzugsweise mittels Standarddigitalimpulsen, so daß rauschbehaftete Signale beim Passieren einer Schnittstelle durch Verstärkung mit einem Standardimpuls regeneriert werden.

In dem übertragungssystem kann auch eine Mehrzahl faseroptischer Leitungen und Schnittstellen parallelgeschaltet werden, um die übertragung paralleler Daten zu ermöglichen oder eine größere Störungssicherheit zu erreichen.

Claims (6)

1. Patentansprüche

   MJ Faseroptisches Datenübertragungssystem mit einer faseroptischen Datenhauptleitung zur Verbindung von Kommunikationsknoten, die jeweils mindestens eine Schnittstelle mit einem Zugriffsanschluß bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schnittstelle eine umsetzerschaltung

   (34) mit einem Empfangswandler (31) und einem Sendewandler (32) zur verstärkten Weitersendung von, von der Hauptleitung (10) empfangenen Signalen zugeordnet ist.
2. 2. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Schnittstelle ein mit der Hauptleitung (10) in Zugriffsverbindung (19) stehender faseroptischer Pfad (18) vorgesehen ist, der zu einem Sternpunkt (20) führt, an welchen ein Empfangs-Endab-Schluß (22) und ein Sende-Endabschluß (21) angeschlossen ist, der mit dem Empfangswandler (31) bzw. dem Sendewandler (32) in optischer Verbindung (26, 27) steht.
3. 3. Datenübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der faseroptische Pfad (18) mit dem Sternpunkt (20) und den Empfangs- und Sende-Endbschlüssen in einer ersten Schnittstelleneinheit (17) und der Empfangswandler (31) und der Sendewandler (32) in einer zweiten Schnittstelleneinheit (25) angeordnet sind, und daß die genannten optischen Verbindungen zwischen den Endabschlüssen und den Wandlern als faseroptische Verbindungsleitungen (26, 27, 30, 33) ausgebildet sind.
4. 4. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Schnittstelle eine bidirektionale Verbindung (19) der Hauptleitung (10) mit dem Zugriffsanschluß hergestellt ist.

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5. 5. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Übertragung von Analogsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß das an jeder Schnittstelle aktiv weitergesendete Signal eine verstärkte Version des empfangenen Signals darstellt.
6. 6. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine als Mehrkanalleitung ausgebildete Datenhauptleitung mit einer Mehrzahl von Schnittstellen an jedem Kommunikationsknoten.