DE3225773C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Koppelschaltung zur Verbindung einer elektrischen Anschlußleitung einer Datenstation über eine optische Übertragungsstrecke ent­ sprechend den Merkmalen des Oberbegriffs.

Eine solche Koppelschaltung ist aus einem Aufsatz vom E. G. Rawson et al. "Fibernet: A Fiber Optic Computer Network Experiment", 4th European Conference on Optical Communications Conference Proceedings, Genua/Italien, September 1978, Conference Proceedings, bekannt.

Darin wird eine Übertragungsanlage mit mehreren Datenstationen beschrieben, die über je eine Koppelschaltung in Reihe an eine optische Übertragungsstrecke angeschlossen sind und je eine Einrichtung zur Überwachung von Übertra­ gungsvorgängen aufweisen. Die Übertragungsstrecke besitzt für jede Übertragungsrichtung einen Lichtleiter, und die Koppelschaltung weist für jeden Lichtleiter einen opto- elektrischen und einen elektro-optischen Wandler auf. Von der elektrischen Seite der Wandler führt eine elektri­ sche Verbindung zur jeweiligen Anschlußschaltung, und zwar getrennt für die beiden Übertragungsrichtungen. Man erkennt, daß der Einsatz von Lichtleiterverbindungen mehr beinhaltet als den einfachen Ersatz eines Koaxialkabels durch einen Lichtleiter. Das optische Signal muß detektiert und in ein elektrisches Signal umgewandelt werden, und umgekehrt muß das elektrische Signal in ein optisches Signal verwandelt werden. Da diese Vorgänge getrennt verlaufen, ist die Ver­ wendung von zwei Lichtleitern erforderlich. Außerdem muß in einer Anlage unter Verwendung eines Konkurrenzprotokolls die Umwandlung so erfolgen, daß jede Station beim Aussenden alle anderen Stationen überwachen kann, um das Vorhanden­ sein anderer störender Signale feststellen zu können. Gleichzeitig müssen die entsprechenden Schaltungen Reflexi­ onen einfallender Signale vermeiden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Koppelschaltung zu schaffen, die auf einfache Weise den Ersatz einer sonst üblichen Koaxialkabelverbindung zwischen den jeweiligen Anschlußschaltungen der Datenstationen durch eine optische Übertragungsstrecke ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Es wird durch die Erfindung eine doppelt gerich­ tete Übertragung zwischen der elektrischen und der optischen Schaltung ohne Reflexionen, also ohne eine Rück- oder Teil­ rückübertragung des ankommenden Signals über den abgehen­ den Lichtleiter unter Beibehaltung der Konkurrenzfest­ stellung ermöglicht.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend sollen Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung anhand der Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Teil eines typischen Trägernetzwerks mit Mehrfachzugriff, auf das sich die Erfindung bezieht;

Fig. 2 das Netzwerk nach Fig. 1, bei dem die Koaxial- Sammelleitung durch eine optische Übertra­ gungsstrecke ersetzt worden ist;

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Koppelschaltung nach der Erfindung;

Fig. 4 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Koppelschaltung nach der Erfindung;

Fig. 5 eine Schmitt-Triggerschaltung;

Fig. 6 eine weitere Netzwerkausbildung.

In Fig. 1 ist ein Teil einer typischen Träger- Nachrichtenanlage mit Mehrfachzugriff und Konkurrenzfest­ stellung (CSMA/CD) dargestellt, bei der jede Station 5, 6 über eine Anzapf- oder Anschlußschaltung 9, 10 und einen Sendeempfänger 7, 8 an eine gemeinsame Koaxial-Sammellei­ tung 11 angeschlossen ist. Mit Vorteil werden die Koaxial- Sammelleitungen zwischen den Anschlußschaltungen 9, 10 auf die in Fig. 2 dargestellte Weise durch Lichtleiter ersetzt. Dabei wird die Koaxial-Sammelleitung 11 durch eine optische Leitung 20 ersetzt, die ein Lichtleiterpaar 21, 22 und Koppelschaltungen 23, 24 aufweist. Im einzelnen erfolgt die Verbindung der Anschlußschaltungen 9, 10 mit Hilfe der Koppelschaltung 23 bzw. 24, die die optischen und elektri­ schen Teile der Schaltung verbinden. Auf entsprechende Weise stellen optische Leitungen über Koppelschaltungen 25, 26 Verbindungen zwischen den Anschlußschaltungen 9, 10 und weiteren Teilen der übrigen Anlage her.

Wie oben angegeben, besteht die Funktion der Koppelschaltungen darin, eine doppelt gerichtete Übertragung zwischen der elektrischen und optischen Schaltung zu ermög­ lichen, wobei die Fähigkeit der Konkurrenzfeststellung in der Anlage aufrechterhalten bleibt. Eine solche Koppel­ schaltung ist in Fig. 3 dargestellt, die als Blockschaltbild die Einzelheiten der Koppelschaltung 23 zeigt. Entsprechend der Darstellung ist jede Koppelschaltung ein Netzwerk mit drei Anschlüssen, das einen opto-elektrischen Wandler 31 als optischen Empfänger mit einem optischen Eingangsanschluß 1 und einem elektrischen Ausgangsanschluß 1′ aufweist. Der Ausgangsanschluß 1′ ist über einen ersten elektrischen Trennverstärker 32, beispielsweise einen Pufferverstärker, mit einem gemeinsamen elektrischen Eingangs/Ausgangsanschluß 2 verbunden. Dieser wiederum ist über einen zweiten elektri­ schen Trennverstärker 33 und einen Koinzidenzsensor 34 (bei­ spielsweise ein Exklusiv-ODER-Gatter) mit dem elektrischen Eingangsanschluß 3′ eines elektro-optischen Wandlers 35 als optischem Sender verbunden. Im einzelnen liegt ein Eingangs­ anschluß des Koinzidenzsensors 34 am Ausgangsanschluß des Trennverstärkers 33 und ein zweiter Eingangsanschluß des Koinzidenzsensors 34 am Ausgangsanschluß 1′ des Wandlers 31.

Die Koppelschaltung wird in die Anlage so einge­ fügt, daß der eine Lichtleiter 21 mit dem optischen Eingangs­ anschluß 1, der elektrische Anschluß 2 mit der Anschluß­ schaltung 9 des elektrischen Teils der Anlage und der zweite Lichtleiter 22 mit dem optischen Ausgangsanschluß 3 des Wandlers 35 verbunden ist.

Im Betrieb werden dem Eingangsanschluß 1 zugeführte optische Signale vom Wandler 31 aufgenommen, und das sich ergebende elektrische Ausgangssignal gelangt über den Trenn­ verstärker 32 zum elektrischen Anschluß 2. Das gleiche Sig­ nal wird außerdem über den Trennverstärker 33 einem Ein­ gangsanschluß des Koinzidenzsensors 34 zugeführt. Gleich­ zeitig wird das elektrische Ausgangssignal des Wandlers 31 an den anderen Eingangsanschluß des Koinzidenzsensors 34 gegeben. Da die beiden dem Koinzidenzsensor zugeführten Signale gleich sind, ist sein Ausgangssignal Null. Demgemäß wandelt die Koppelschaltung das empfangene Signal um und überträgt es zwischen den Anschlüssen 1 und 2, wobei aber das einfallende optische Signal auf dem Lichtleiter 21 nicht über den Lichtleiter 22 zurückübertragen wird. Wenn dagegen gleichzeitig ein interferierendes Signal am Anschluß 2 vorhanden ist, sind die den beiden Eingangsanschlüssen des Koinzidenzsensors 34 zugeführten Signale nicht mehr ausgeglichen, und es wird ein Ausgangssignal zum Wandler 35 übertragen. Demgemäß kann die Koppelschaltung gleich­ zeitig in entgegengesetzten Richtungen übertragen werden, wodurch die Fähigkeit einer Konkurrenzfeststellung in der Anlage aufrechterhalten bleibt.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 ist eine typische optische Leitung an beiden Enden durch eine Koppelschaltung abgeschlossen. Wenn kein Signalverkehr auf der Leitung vorhanden ist, bewirkt eine automatische Ver­ stärkerregelschaltung (AGC) in jeder Koppelschaltung, daß die Wandler oder Empfänger maximale Verstärkung annehmen, wodurch sich eine Übersteuerung ergibt, wenn wieder ein Signalverkehr auftritt. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit sind bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung gemäß Fig. 4 in jeder Koppelschaltung Mittel vorge­ sehen, die zu einer Auffrischung oder Neueinstellung der automatischen Verstärkungsregelung in der entfernten Schnittstellenschaltung führen.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 weist die AGC-Auffrischschaltung ein ODER-Gatter 41 sowie einen Impulsgenerator 42 auf. Das ODER-Gatter 41 befindet sich zwischen dem Koinzidenzsensor 34 und dem Wandler 35, wo­ bei die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 3 verwendet werden.

Den Eingängen des ODER-Gatters 41 werden das Aus­ gangssignal vom Koinzidenzsensor 34 und das Ausgangssignal eines Impulsgenerators 42 zugeführt. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters gelangt zum Wandler 35 und zum Generator 42.

Solange ein Signalverkehr vorhanden ist, sperrt das Ausgangssignal des ODER-Gatters den Impulsgenerator 42 für eine vorgeschriebene Zeitspanne. Wenn kein Signal­ verkehr vorhanden ist, erzeugt der Impulsgenerator Impulse mit einer Dauer von etwa 10 ns anstelle des normalen Signalverkehrs. Am Ausgang des Wandlers 31 ist ein Filter 40 eingeschaltet, das die AGC-Auffrischimpulse entfernt, die von einer entsprechenden Quelle in einer entfernten Koppelschaltung (z. B. 24) erzeugt werden.

Wie oben angegeben, kann ein Exklusiv-ODER-Gatter als Koinzidenzsensor 34 benutzt werden, wie auch in Fig. 4 gezeigt ist. Dies kann die Einschaltung einer gestrichelt dargestellten Verzögerungsschaltung 43 auf dem Verbindungs­ weg zwischen dem Wandler 31 und dem Koinzidenzsensor 34 erforderlich machen, um Verzögerungen zwischen den beiden Trennverstärkern 32 und 33 zu kompensieren. Alternativ kann eine Schmitt-Triggerschaltung anstelle des Exklusiv- ODER-Gatters verwendet werden. Fig. 5 zeigt eine integrier­ te Schaltung vom Typ 75115, die zu diesem Zweck als Schmitt-Trigger geschaltet ist. Der Ausgang geht nur dann auf hohe Spannung, wenn der Anschluß 2 auf hoher Spannung ist und der Ausgang des Wandlers 31 auf niedrige Spannung geht.

Man beachte, daß durch die Schnittstellen-Schal­ tungsanordnung das zwischen den Anschlüssen 2 und 3 über­ tragene Signal verzerrt werden kann, wenn gleichzeitig ein Signal zwischen den Anschlüssen 1 und 2 einerseits und 2 und 3 andererseits übertragen wird. Dies stellt jedoch kein Problem dar, da es sich um eine Konkurrenzsituation handelt, bei der beide Signale neu übertragen werden müs­ sen. Es ist nur erforderlich, daß die Anlage eine Konkur­ renzsituation feststellen kann.

Ein Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß neue Netzkonfigurationen ermöglicht werden. Wenn beispiels­ weise ein elektrisches Netzwerk in Sternschaltung verbun­ den ist, kann die Impendanz-Fehlanpassung am gemeinsamen Verbindungspunkt zu Signalreflexionen führen, die in fehlerhafter Weise eine Konkurrenzsituation anzeigen. Wegen der Fähigkeit der Koppelschaltungen nach der Erfin­ dung, Rückwärtsübertragungen des einfallenden Signals zu verhindern, werden dagegen fehlerhafte Konkurrenzanzeigen vermieden. Demgemäß wird beispielsweise eine Sternschaltung der in Fig. 6 gezeigten Art ermöglicht. Bei diesem als Beispiel dargestellten Netzwerk ist eine erste Vielzahl von Stationen 58, 60, 61 mit Hilfe einer ersten Vielzahl von optischen Leitungen 59, 64, 65 an einen gemeinsamen Verbindungspunkt 69 angeschaltet. Entsprechend ist eine zweite Vielzahl von Stationen 62, 63 mit Hilfe einer zweiten Vielzahl von optischen Leitungen 67, 68 mit einem zweiten gemeinsamen Verbindungspunkt 70 verbunden. Die Verbindungspunkte 69 und 70 stehen wiederum über eine weitere optische Leitung 66 in Verbindung. Jede optische Leitung umfaßt entsprechend der Darstellung in Fig. 2 ein Paar von Lichtleitern, die an jedem Ende durch eine Koppelschaltung der in Fig. 3 und 4 gezeigten Art abgeschlossen sind.

Claims (6)

1. Koppelschaltung zur Verbindung einer elektrischen Anschlußschaltung (9, 10) einer Datenstation (5, 6) über eine optische Übertragungsstrecke (20), die für jede Übertragungsrichtung einen Lichtleiter (21, 22) aufweist, mit je einem opto-elektrischen und einem elektro-optischen Wandler (31, 35) sowie einer elektrischen Verbindung von der elektrischen Seite der Wandler (31, 35) zur Anschluß­ schaltung, in einer Übertragungsanlage mit mehreren Daten­ stationen (5, 6), die über je eine Koppelschaltung (9, 23, 25; 10, 24, 26) in Reihe an die Übertragungsstrecke ange­ schlossen sind und je Einrichtung zur Überwachung von Übertragungsvorgängen aufweisen, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die elektrische Seite der Wandler jedes der zur Koppel­ schaltung führenden Lichtleiterpaare gemeinsam an eine Verbindungsleitung (2) für beide Übertragungsrichtungen angeschlossen ist und
• - daß eine einen Koinzidenz-Sensor (34) enthaltende Ein­ richtung (32, 33, 34 ) vorgesehen ist, die die Signalüber­ tragung vom Ausgang des opto-elektrischen Wandlers (31) zum Eingang des elektro-optischen Wandlers (35) jedes Lichtleiterpaares verhindert.

2. Koppelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Koinzidenzsensor ein Exklusiv-ODER-Gatter (Fig. 4: 34) ist.

3. Koppelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Koinzidenzsensor eine Schmitt-Triggerschaltung (Fig. 5) ist.

4. Koppelschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Koinzidenzsensor (34) einen Eingangsanschluß aufweist, der mit dem Ausgangs­ anschluß (1′) des opto-elektrischen Wandlers (31) verbun­ den ist, einen zweiten Eingangsanschluß, der mit der Anschlußschaltung (9, 10) verbunden ist, und einen Aus­ gangsanschluß, der mit dem Eingangsanschluß (3′) des elektro-optischen Wandlers (35) gekoppelt ist.

5. Koppelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auffrischschaltung (41, 42) für eine automatische Verstärkungsregelschaltung (AGC), die in Abwesenheit von Signalen Impulse in den elektro- optischen Wandler (35) speist.

6. Koppelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Trennverstärker (32) zwischen dem Ausgangsanschluß (1′) des opto-elektrischen Wandlers (31) und der Anschlußschaltung (9) und einem zweiten Trennverstärker (33) zwischen der Anschlußschal­ tung (9) und einem Eingangsanschluß des Koinzidenzsensors (34).