DE3247803A1 - Elektrooptische verbindungseinrichtung - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine elektrooptische Verbindungseinrichtung. Sie betrifft insbesondere eine elektroöptische Einrichtung, die es ermöglicht, alle modulierten Signale, wie beispielsweise Meßsignale, wie auch Fernsteuersignale in Ansprechung auf die Meßsignale, zu übertragen.

Eine solche Übertragung geschieht normalerweise mittels elektrischer Leiter, jedoch wird die Dämpfung bei schwachen Signalen mit der Entfernung sehr wesentlich, und sogar sehr deutlich oberhalb von einigen zehn Metern. Um diesen Nachteil auszuschalten, wurde vorgeschlagen, die elektrischen Signale in optische Signale umzuwandeln und letztere über optische Fasern zu übertragen, welche eine übertragung ohne nennenswerte Dämpfung über einige Kilometer ermöglichen.

Eine optische Faser, die als Informationsträger dient, erfordert den Anschluß eines Lichtemissionselements, beispielsweise einer Elektrolumineszenzdiode, am Eingang und eines lichtempfindlichen Elements am Ausgang. Dieser An-Schluß wird üblicherweise mittels einer Steckverbindung durchgeführt, die allgemein ein Steckelement umfaßt, in dem die Faser so angebracht ist, daß ihre Austrittsfläche vollkommen eben und gleichmäßig ausgebildet ist, damit sie gegenüber dem Buchsenelement dieses Leiters angeordnet werden kann.

Diese Elemente (Emissionselemente oder Empfangselemente) sind ihrerseits mit elektronischen Schaltungen verbunden, die der gewünschten Funktion angepaßt sind. 30

Eine solche Steckverbindung ist völlig geeignet und zuverlässig, und ihre Funktion ist vollständig zufriedenstellend, zumindest gilt das alles für ihre Anwendung an geschützten

und sauberen bzw. geeigneten Stellen. Wenn man jedoch diese Art von Steckverbindung im Außenraum benutzen will, beispielsweise auf einem Montageplatz oder auf einer Baustelle, dann setzt man sich der nicht vernachlässigbaren Gefahr des schlechten Funktionierens bzw. von Fehlfunktionen aus, und zwar von Gefahren aufgrund des Eindringens von Staub oder von anderen Teilchen, insbesondere im Augenblick des Verbindens der beiden Elemente der Steckverbindung, während solche Gefahren bei elektrischen Steckverbindungen nicht vorhanden sind bzw. das Eindringen von Staub oder anderen Teilchen bei elektrischen Steckverbindungen keine Gefahr des schlechten Funktionierens oder von Fehlfunktionen zur Folge hat.

Mit der Erfindung soll infolgedessen eine elektrooptische Verbindungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden, die den praktischen Notwendigkeiten besser entspricht, so wie die bekannten Steckverbindungen, die früher zu dem gleichen Zweck vorgesehen worden sind, und insbesondere soll mit der Erfindung eine elektrooptische Verbindungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden, die an allen Orten und zu jedem Zeitpunkt für Fernsteuerungen bzw. -regelungen, Fernmessungen, Fernverbindungen, Fernsehen etc. verwendet werden kann.

Mit der Erfindung wird eine elektrooptische Verbindungseinrichtung zur Verfügung gestellt, die ein Verbindungskabel umfaßt, das an jedem Ende mit einem Steckeranschluß und/oder einem Buchsenanschluß zum Zwecke des elektrischen Anschließens versehen ist, und diese Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das Kabel zwei elektrische Leiter für die Versorgung bzw. Stromversorgung aufweist, und wenigstens eine optische Faser zur Übertragung, wobei die am Ende des Kabels vorgesehenen Anschlüsse, nämlich der Steckeranschluß und/oder der Buchsenanschluß, des Kabels je eine an die beiden Leiter angeschlossene Schaltung zur Versorgung bzw. Stromversorgung eines Wandlers für Signale aufweisen bzw.

enthalten, und zwar eines Wandleis des einen Anschlusses, der elektrische Signale in optische Signale umwandelt, und eines. Wandleis des anderen Anschlusses, der die optischen Signale in elektrische Signale umwandelt, wobei die optisehen Signale mittels der optischen Faser übertragen werden, auf bzw. an der die Wandler angebracht sind, während die Schaltungen für die elektrischen Signale mit den Kontaktstiften und/oder den Steckbuchsen der Anschlüsse verbunden sind.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung umfaßt die Verbindungseinrichtung eine erste optische Faser für die Hinübertragung von Signalen und eine zweite optische Faser für die Rückübertragung von Signalen, wobei die beiden Fasern die Signale in entgegengesetzten Richtungen übertragen.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Verbindungskabel mittels einer Dose, eines Kastens o.dgl. oder einer Einrichtung zum Verstärken von elektrischen Signalen verbunden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Verbindungskabel mittels einer Dose, eines Kastens o.dgl. oder einer Einrichtung zum Verstärken der Versorgungsspannung verbunden.

Schließlich ist gemäß einer noch anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung das Kabel direkt oder mittels einer Verstärkungsdose, eines Verstärkungskastens o.dgl. oder mittels mehrerer Verstärkungsdosen, Verstärküngskästen o.dgl. mit einer Abzweigdose, einem Abzweigkasten o.dgl. verbunden, die bzw. der einen Eingang und mehrere elektrische Ausgänge, welche mit dem Eingang verbunden sind, umfaßt.

Gemäß der Erfindung kann die Gesamtheit, d.h. das Kabel, die Anschlüsse und die Dosen, Kästen o.dgl. bzw. die Einrich-

tung(en) dicht, insbesondere wasserdicht, gemacht sein.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer elektrooptischen Verbindungseinrichtung nach der Erfindung;

Figur 2 eine schematische Ansicht einer Zwischendose, eines Zwischenkastens o.dgl. zur Spannungsverstärkung, die bzw. der zwischen zwei Verbindungseinrichtungen nach der Erfindung eingefügt werden kann;

Figur 3 eine schematische Ansicht einer Zwischendose, eines Zwischenkastens o.dgl. zur Signalverstärkung, die bzw. der zwischen zwei Verbindungseinrichtungen nach der Erfindung eingefügt werden kann; und

Figur 4 eine schematische Ansicht einer Abzweigdose, eines Abzweigkastens o.dgl. für die Verbindungseinrichtung nach der Erfindung.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die nachstehend beschriebenen und in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern daß es sich hierbei vielmehr um bevorzugte Ausführungsbeispiele zur Erläuterung der Erfindung handelt.

Gemäß der Erfindung wird die in Figur 1 dargestellte elektrooptische Verbindungseinrichtung von einem Kabel 1 gebildet, das auch als Verbindungs- oder Übertragungskabel bezeichnet wird und an jedem Ende mit einem elektrischen Anschluß versehen ist, der jeweils mehrere Kontakte umfaßt, und zwar an dem einen Ende mit einem Steckeranschluß 2, der

mehrere Kontaktstifte umfaßt_r und an dem anderen Ende mit einem Buchsenanschluß 3, der mehrere Steckbuchsen umfaßt; diese Anschlüsse dienen dazu, elektrische Anschlußverbindungen herzustellen. Das gesamte Kabel und die Anschlüsse sind vorzugsweise zusammen vollständig dicht, insbesondere wasserdicht, ausgeführt und können infolgedessen beispielsweise eingetaucht bzw. versenkt, insbesondere unter Wasser verlegt, werden, wobei natürlich im Falle des Verlegens der Anschlüsse 2, 3 in Wasser oder feuchter Atmosphäre die elektrischen Steckverbindungen dieser Anschlüsse in an sich bekannter Weise feuchtigkeits- oder wasserfest bzw. -dicht ausgeführt sein können.

Das Kabel 1 enthält im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei optische Fasern 4 und 5 und elektrische Versorgungsleiter 6 und 7 sowie einen Masse- oder Erdleiter 8. Das Kabel kann, die erhöhten Übertragungskoeffizienten von derzeitigen Fasern vorausgesetzt, eine Länge haben, die bis zu mehreren zehn Kilometer gehen kann.
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An einem Ende enthält der Anschluß 2 einen Versorgungs- bzw. Stromversorgungstransformator 9, der zwischen die Leiter 6 und 7 geschaltet ist, und zwar nötigenfalls mit einer Gleichrichterbrücke bzw. -einrichtung, so daß eine geeignete Stromversorgung erhalten wird; es ist ohne weiteres ersichtlich, daß diese Gesamtheit weggelassen werden kann, wenn die Leiter 6 und 7 direkt an eine geeignete Gleichstromquelle angeschlossen sind.

Diese Versorgung dient dazu, zwei elektrooptische Wandler 10 und 11, die am Ende der Fasern 4 und 5 angebracht sind, mit dem notwendigen elektrischen Strom zu versorgen.

Der Wandler 10 wandelt die von außen empfangenen elektrisehen Signale in optische Signale um, die ihrerseits mittels der Faser 5 übertragen werden, während der Wandler 11 die

durch die Faser 4 übertragenen optischen Signale in elektrische Signale umwandelt.

In gleicher Weise befindet sich am anderen Ende des Kabels 1 der Anschluß 3, der als Buchsenanschluß ausgebildet ist und ebenfalls einen Transformator 9 für die Stromversorgung sowie zwei Wandler 10 und 11 enthält. Jedoch ist der Wandler 10 auf bzw. an der Faser 4 und der Wandler 11 auf bzw. an der Faser 5 angebracht.

Eine solche Verbindungseinrichtung besitzt infolgedessen die Vorteile der übertragung mittels optischer Faser und die Zuverlässigkeit und Dichtheit der elektrischen Anschlußverbindungen.

In gewissen Fällen kann man mehrere Verbindungskabel anschließen bzw. miteinander verbinden. Zu diesem Zweck kann man sie direkt aneinander anschließen/ jedoch ist es oft erforderlich, die Signale zu verstärken, bevor sie von einem Kabel auf das andere übertragen werden. Außerdem muß man, wenn der Spannungsabfall in den Leitern 6 und 7 sehr hoch ist, auch diesen Spannungsabfall mittels eines Span-, nungsVerstärkers kompensieren.

Zu diesem Zweck sind Verbindungskästen mit Steckereingang und Buchsenausgang vorgesehen, wie beispielsweise der in Figur 2 dargestellte Kasten 12, der einen Aufwärtstransformator 13 enthält, welcher zwischen die Leiter 6 und 7 des Kabels geschaltet ist, sowie elektrische Leiter 14, 15, 16 und 17, durch welche die übertragung der elektrischen Signale sichergestellt wird, die von den Wandlern 11 jedes angeschlossenen Kabels herkommen.

Weiterhin enthält der in Figur 3 dargestellte Kasten 18 für die Verstärkung der elektrischen Signale zwei Verstärker und 20, welche die elektrischen Signale empfangen, die mit-

te Is der am Ende der Kabel befindlichen Anschlüsse übertragen werden. Diese Verstärker erhalten ihre Stromversorgung mittels eines Transformators 21 , der an die Verbindungsleiter angeschlossen ist, die dazu dienen, die Leiter 6 und 7 jedes Kabels miteinander zu verbinden. Diese Leiter 6 und 7 sind in Figur 3 als ein Leiter dargestellt, an den die Primärwicklung des Transformators 21 angeschlossen ist, die also tatsächlich an einen der Leiter 6 und einen der Leiter 7 angeschlossen ist.

In Figur 4 ist ein Verzweigungskasten 22 dargestellt, der einen Eingang hat, welcher Kontaktstifte aufweist, sowie zwei Ausgänge, die Steckbuchsen aufweisen und durch elektrische Leiter jeweils mit den Kontaktstifen verbunden sind.

Dieser Kasten 22 ermöglicht es, ein Ubertragungskabel mit anderen Kabeln und/oder mit Einrichtungen zum Empfang oder zur Verarbeitung von elektrischen Signalen zu verbinden.

Obwohl das Kabel 1 in der beschriebenen Ausführungsform zwei Fasern 4, 5 aufweist, nämlich eine für jede übertragungsrichtung, kann jedoch das Kabel nur eine optische Faser oder mehr als zwei optische Fasern enthalten, und zwar je nach der Anzahl, und der Kompliziertheit der zu übertragenden elektrischen Signale.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstands der Erfindung, wie er sich aus den Ansprüchen ergibt, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unterlagen zu entnehmen ist, in vielfältiger Weise abwandeln und anwenden.

Leerseite

Claims (7)

KRAUS* WEiSERT PATENTANWÄLTE UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT R. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-I N G. AN N EKÄTE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE MGARDSTRASSE 15 - D-8OOO MÜNCHEN 71 . TELEFON O89/79 7O77-79 7O 7S ■ TELEX O5-212156 kpatd TELEGRAMM KRAUSPATENT 3538 JS/an

1. ETABLISSEMENTS GORSE Nanterre, Frankrei cn

2. LES EDITIONS FILMEES Paris, Frankreich

Elektro-optische Verbindungseinrichtung

PATENTANSPRÜCHE

1. / Elektrooptische Verbindungseinrichtung/ umfassend ein Verbindungskabel, das an jedem Ende mit einem Stecker- und/oder Buchsenahschluß, insbesondere an einem Ende mit einem Stecker- und am anderen Ende mit einem Buchsenan-Schluß, für den elektrischen Anschluß versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Kabel (1) zwei elektrische Leiter (6,7) für die Versorgung und wenigstens eine optische Faser (4,5) zur übertragung umfaßt, wobei die Stecker- und Buchsenanschlüsse (2,3), insbesondere der Stecker- und der Buchsenanschluß (2,3), am Ende des Kabels

(I) jeder eine an die beiden Leiter (6,7) angeschlossene Schaltung (9) zur Versorgung eines Wandlers (10,11) für Signale enthalten, und zwar für die Versorgung eines Wandlers (10) des einen Anschlusses (2) zum Umwandeln von elek- trischen Signalen in optische Signale, und einen Wandler

(II) des anderen Anschlusses (3) zum Umwandeln der optischen Signale in elektrische Signale, wobei die optischen Signale

durch die optische Faser (4,5), an welche die Wandler (10, 11) angeschlossen sind, übertragen werden, während die Schaltungen bzw. Anschlüsse für die elektrischen Signale mit den Kontaktstiften und/oder Steckbuchsen der Anschlüsse (2,3) verbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (1) zwei optische Fasern (4,5) aufweist, sowie einen ersten Anschluß (2), der einen Wandler (10) zum Umwandeln von elektrischen Signalen in optische Signale für die erste optische Faser (5) und einen Wandler (11) zum Umwandeln von optischen Signalen in elektrische Signale für die zweite Faser (4) enthält, während der andere Anschluß (3) einen Wandler (11) zum Umwandeln von optischen Signalen in elektrische Signale für die erste optische Faser (5) und einen Wandler (10) zum Umwandeln von elektrischen Signalen in optische Signale für die zweite optische Faser (4) enthält.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Verbindungskabel (1) mittels eines Kastens, einer Dose o.dgl. oder einer Einrichtung (13) zum Verstärken der elektrischen Signale verbunden sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzei chnet , daß zwei Verbindungskabel (1) mittels eines Kastens, einer Dose o.dgl. oder einer Einrichtung (12) zum Verstärken der Versorgungsspannung verbunden sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzei chnet , daß das Kabel (1) direkt oder mittels einer öder mehrerer Verstärkungsdosen oder eines oder mehrerer Verstärkungskästen o.dgl. (12-18) mit einem Abzweigkasten, einer Abzweigdose o.dgl. (22) verbunden ist,

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die bzw. der einen Eingang und mehrere elektrische Ausgänge, die mit dem Eingang verbunden sind, enthält bzw. enthalten.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

gekennzeichnet, daß das gesamte Kabel (1), die Anschlüsse (2,3) und die Dose, der Kasten, die Einrichtung o.dgl. (12,18,22) dicht ist bzw. daß die Gesamtheit aus Kabel (1), Anschlüssen (2,3) und/oder Dose, Kasten, Einrichtung o.dgl. (12,18,22) dicht ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie für die Fernversorgung von verschiedenen elektrischen und/oder elektronischen Ausrüstungen, Geräten, Einrichtungen o.dgl., die nachgeschaltet sind, vorgesehen ist.