DE3340427C2

DE3340427C2 - Verfahren zum sicheren Betrieb eines Gerätes, das einen Laser und eine mit einem Übertragungsmedium verbindbare, lichtabgebende Schnittstelle enthält sowie eine Sicherheitseinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE3340427C2
Application number: DE19833340427
Authority: DE
Inventors: Gustl Dipl.-Phys. 7414 Lichtenstein Keller
Original assignee: Wandel & Goltermann & Co 7412 Eningen De GmbH
Current assignee: Wandel & Goltermann & Co 7412 Eningen De GmbH
Priority date: 1983-11-09
Filing date: 1983-11-09
Publication date: 1985-10-03
Also published as: DE3340427A1

Description

Treiber (2) von einem Pulsgenerator (3) gesteuert ist und daß die Auswerteeinrichtung einen Abtastschalter (12) aufweist, der von dem verzögerten Signal des Pulsgenerators (3) gesteuert ist (F i g. 1).

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein Dauerstrichlaser (20) eines Nachrichtenübertragungsgerätes ist, daß der

genden Einrichtungen besondere Schutzvorschriften, durch die das Vagabundieren von Laserlicht verhindert werden soll (VDE-Laser-Schutzbestimmungen, Abs. 4, DIN-IEC 76 (CO) 6/VDE 0837/81). Üblicherweise sind aber Laser enthaltende Geräte in Nachrichtenübertragungssystemen nicht mit Sicherheitseinrichtungen versehen, weil die angeschlossene LWL normalerweise

nicht abgetrennt werden. Jedoch liegt gerade darin eine Gefahr begründet.

Es ist bekannt, Kriterien für das mögliche Vagabundieren von Laserlicht und damit für das Vorliegen einer Gefahr aus körperlichen Zustandsänderungen der Einrichtung abzuleiten. Zum Beispiel wird das Öffnen von Gehäusetüren oder das Fehlen von Gehäusewänden festgestellt und als Kriterium für das Abschalten des Lasers bzw. seines Treibers verwendet.

Die Gewinnung eines zuverlässigen Kriteriums ist aber vor allem bei solchen Einrichtungen schwierig, die eine Laserlicht nach außen abgebende Schnittstelle (Ausgangsbuchse) besitzen, die während des normalen Betriebes der Einrichtung öfters leerläuft, wie dies z. B. bei Lichtwellenleitermeßgeräten der Fall ist, mit denen Reihenmessungen an einer Vielzahl von Lichtwellenleitern (LWL) durchgeführt werden. So verwendet das LWL-Reflektomeler L2125 von Siemens AG als mechanischen Fühler, der von der Ausgangsbuchse angeordnet ist, eine Klappe, die einen elektrischen Ein-Aus-Schalter des Lasertreibers betätigt. Die Klappe wird von einem ordnungsgemäß auf der Ausgangsbuchse sitzenden LWL-Stecker offengehalten, und sie fällt bei fehlendem Stecker ab. Diese bekannte Einrichtung hat die Nachteile, daß sie im Augenblick des Steckeraufsetzens und des Steckerabnehmens nicht wirkt und daß sie von einem Blindstecker unzulässig betätigt werden kann. Außerdem können durch den mechanischen Kontakt des Steckers mit der Klappe bzw. mit der Blende Beschädigungen auftreten. Letzteren Nachteil vermeidet das in der zu einer älteren Anmeldung gehörende DE-OS 32 41 718 beschriebene Verfahren durch Anwendung einer opto-elektrischen Lichtschranke, deren lichtunterbrechendes bzw. lichtablenkendes Glied von einem Stecker des anzuschließenden Lichtwellenleiters selbst gebildet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unmittelbar aus dem Verlauf des Laserlichts ein zur Einleitung einer Gegenmaßnahme geeignetes Kriterium für das Nichtangeschlossensein des Lichtwellenleiters zu gewinnen und den Laser abzuschalten oder seine Ausgangsleistung zu vermindern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Mitteln. Sie geht dabei davon aus, daß bei Anschluß eines Übertragungsmediums an die Schnittstelle von einer kurz hinter ihr gelegenen Stelle, z. B. von einer ca. 2 Meter hinter der Ausgangsbuchse eines LWL-Meßgerätes gelegenen Stelle des angeschlossenen LWL, ein Rückstreusignal ausgeht, daß ein solches Signal aber nicht feststellbar ist, wenn kein Lichtabnehmer bzw. kein LWL angeschlossen ist, das erzeugte Laserlicht also vagabundieren könnte.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von drei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Hierbei zeigt jeweils in einem vereinfachten Blockschaltbild

Fig. 1 ein bei einem Laserlichtsender angewandtes erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein bei einem LWL-Dämpfungs- und/oder Bandbreitenmeßgerät angewandtes zweites Ausführungsbeispiel,

F i g. 3 ein bei einem PCM Nachrichtenübertragungssystem angewandtes drittes Ausführungsbeispiel.

Beim ersten Ausführungsbeispiel sendet ein Impulslaser 1, den ein Treiber 2 speist, der von einem das Überwachungssignal erzeugenden Pulsgenerator 3 mit geringern Tastverhältnis gesteuert wird, über einen LWL 4, einen Strahlteiler 5 und einen weiteren LWL 6 sein Laserlicht zu einer Schnittstelle 7, die vom einen Teil 8 einer optischen Steckerverbindung 8, 9 gebildet ist. Über den zweiten Teil 9 der optischen Steckverbindung ist ein das Laserlicht abführender LWL 10 angeschlossen, in dem verteilt über seine ganze Länge, Rückstreuung auftritt.

An einem weiteren Ausgang des Strahlteilers 5, an dem der im LWL 10 zurückfließende Teil des Rückstreusignals erscheint, ist als optisch/elektrischer Wandler eine Fotodiode 11 angeschlossen. Das an ihrem Ausgang entstehende elektrische Signal liegt über einen Abtastschalter 12 am ersten Eingang eines Vergleichers S3, dessen zweiter Eingang mit einer Referenzpegelquelle 14 verbunden ist. Der Abtastschalter 12 wird von einem Signal getaktet, das vom Signal des Impulsgenerators 3 über ein Verzögerungsglied 15 abgeleitet ist. Die Verzögerungszeit Jt des Verzögerungsgliedes 15 bestimmt den Ort 10' hinter der Schnittstelle 7. von dem der Anteil des Rückstreusignals ausgeht, der den Schalter 12 passiert.

Am Ausgang des Vergleichers 13 tritt beim Ausbleiben eines ausreichend starker. Rückstreusignales ein Signal auf, das einen Schalter 16 in der Stromversorgungsleitung 17 zwischen dem Treiber 2 und dem Pulslaser 1 öffnet und so diesen abschaltet. Der Laser kann, nachdem die Schnittstelle (wieder) mit einem Abschluß (LWL) versehen wurde, durch kurzzeitiges Betätigen eines parallel zum Schalter 16 liegenden Tippschalters 18 wieder eingeschaltet werden. Erscheint dann ein ausreichend großes Rückstreusignal, so schließt der Schalter 16 wieder und der Laser bleibt bis zu einem neuerlichen Leerlauf der Schnittstelle in Betrieb.

Das in F i g. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel betrifft ein Meßgerät für die Dämpfungs- und/oder Bandbreitenmessung von LWL und verwendet einen Dauerstrichlaser 20, dessen Treiber 21 von einem ein Signal mit guten Korrelationseigenschaften liefernden Impulsgenerator 22 gesteuert wird. Das empfangene Rückstreusignal wird in einem Korrelator 23 ausgewertet, dem als Referenzsignal ein dem Signal des Impulsgenerators 22 entsprechendes, mittels eines Laufzeitgliedes 24 mit der Laufzeit verzögertes Signal zugeführt ist. Der Vergleicher 25 gibt bei einem zufolge des Ausbleibens des Rückstreusignales zu geringen Ausgangssignals des Korrelators 23 ein Schaltsignal ab, das den Treiber 21 veranlaßt, den Laser 20 mit einer verminderten, ihn nur noch zu einer ungefährlichen Lichtabgabe befähigenden Leistung zu speisen. Gleichzeitig wird das Signal des Vergleichers 25 der Referenzpegelquelle 26 zugeleitet, die dadurch einen so weit verminderten Referenzpegel abgibt, daß dieser bei Wiedereintreffen eines Rückstreusignales, das bei der reduzierten Lichtabgabe des Lasers entsteht, wieder vom (reduzierten) Ausgangssignal des Korrelators 23 überschritten wird, worauf das Schaltsignal wieder verschwindet und der Laser mit voller Leistung arbeitet.

Das in Fig.3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel arbeitet ebenfalls mit einem Dauerstrichlaser 30 und einem Korrelator 31 und betrifft ein PCM-Nachrichtenübertragungssystem. Einer Anzahl von analogen Sprach-Kanälen 32 werden mittels Abtastschaltern 33, die ein Taktgeber 34 steuert, Ampluudenproben entnommen, welche von einem PAM/PCM-Wandler mit anschließendem Multiplexer 35 zu einem PCM-Rahmen zusammengesetzt werden, mit dem der Treiber 36 des Dauerstrichlasers 30 gesteuert wird. Über einen der AbtnMschalter 33, dem ein Zeitschlitz: des PCM-Rahmens zugeordnet ist, wird ein gute Korrelationseigenschaften aufweisendes Sienal eines Pulssienaleenerators 37 inner

Umgehung des PAM/PCM-Wandlers und Multiplexers 35 dem Treiber 36 zugeleitet. Der Taktgeber 34 liefert auch sein Taktsignal an den Pulssignalgencrator 37, den PAM/PCM-Wandler 35 und den Korrelator 31.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

in

20

25

30

35

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum sicheren Betrieb eines Gerätes, das einen Laser (1,20,30) und eine mit einem Übertragungsmedium (10), z. B. einem Lichtwellenleiter, verbindbare lichtabgebende Schnittstelle (7) enthält, bei dem das Auftreten eines Kriteriums für das Nichtangeschlossensein des Übertragungsmediums beobachtet und bei Auftreten des Kriteriums der Laser (1,20, 30) abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Lasers (1,20,30) und der Schnittstelle (7) die Intensität des von einer kurz hinter der Schnittstelle (7) gelegenen Stelle (10') des Übertragungsmediums (10) ausgehenden Rückstreusignales gemessen und mit einem Bezugswert verglichen wird und daß bei Nichterreichen des Bezugswertes der Laser (1, 20, 30) abgeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nichterreichen des Bezugswertes die mittlere Leistung des Lasers (1, 20, 30) und der Bezugswert herabgesetzt werden.

3. Sicherheitseinrichtung zur Durchführung des
Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Laser 25
(1, 20, 30) und mit einer Licht abgebenden Schnittstelle (7), an die ein Übertragungsmedium (10), z. B.
ein Lichtwellenleiter (LWL), anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang
des Lasers (1) und die Schnittstelle (7) in bei LWL- 30
Meßgeräten an sich bekannter Weise eine Meßeinrichtung (5,11,12,3,15) für die Intensität des Rückstreusignales eingeschaltet ist, daß die Meßeinrichtung das von einer kurz hinter der Schnittstelle gelegenen Stelle (10') ausgehende Rückstreusignal beob- 35
achtet, daß ein Ausgang der Meßeinrichtung am ersten Eingang eines Vergleichers (13) liegt, daß am

zweiten Eingang des Vergleichers (13) ein Bezugswertgeber (14) liegt, der einen der Intensität des bei

Anschluß des Übertragungsmediums (10) an die 40 Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Ober-Schnittstelle (7) meßbaren Rückstreusignales ent- begriff des Anspruchs 1 sowie eine Sicherheitseinrichsprechenden Bezugswert liefert, und daß ein Aus- tung zur Durchführung dieses Verfahrens, gang des Vergleichers (13) ein die Intensität des La- Die Erfindung findet Anwendung bei Geräten opti-

sersignales reduzierendes Schaltsignal abgibt, wenn scher Nachrichtenübertragungssysteme, bei optischen die gemessene Intensität den Bezugswert nicht er- 45 Meßgeräten, insbesondere Dämpfungsmeßgeräten, Di^reicnt·. spersionsmeßgeräten und Rückstreumeßgeräten, und

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- bei sonstigen optischen Geräten, aus denen Laserlicht zeichnet, daß die Meßeinrichtung einen Strahlteiler austreten könnte.

(5), dessen erstes Tor am Ausgang des Lasers (1) und Da Laserlicht meist gebündelt und in Impulsform auf-

dessen zweites Tor an der Schnittstelle (7) liegt, eine 50 tritt, besitzt es mindestens in seinem Nahfeld eine geals lichtelektrischer Wandler dienende Fotodiode fährlich hohe Strahlungsdichte. Bei unsachgemäßer (11), deren optischer Eingang am dritten Tor des Handhabung von Laserlicht erzeugenden Einrichtun-Strahlteilers (5) liegt, und eine Auswerteeinrichtung gen, z. B. bei Justier-, Reparatur- oder Wartungsarbei-(12,13,14) besitzt, der einerseits das elektrische Aus- ten an einem geöffneten Gerät bei laufendem Laser, gangssignal der Fotodiode (11) und andererseits ein 55 besteht die Gefahr, daß Laserlicht unkontrolliert aus-Uberwachungssignal zugeführt ist, das aus dem Si- tritt (vagabundiert) und Schädigungen hervorruft. So gnal eines den Treiber (2) steuernden Generators (3) kann bereits ein einziger Impuls des Impulslasers eines über ein Laufzeit- oder Verzögerungsglied (15) ab- Meßgerätes eine Augenverletzung hervorrufen. Dies geleitet ist. trifft besonders auf Rückstreumeßgeräte zu, da diese

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 60 mit besonders hohem Sendepegel arbeiten. Daher bezeichnet, daß der Laser ein Pulslaser (1) ist, daß der stehen für verschiedene Klassen von Laserlicht erzeu-

dcn Treiber (21) steuernde Impulsgenerator (22) ein Signal mit guten Korrelationseigenschaften erzeugt und daß die Auswerteeinrichtung einen Korrelator (23) aufweist, dessen Referenzsignaleingang über ein Laufzeitglied (24) mit der Laufzeil am Ausgang des Impulsgenerators (22) liegt (Fig. 2).

7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein Dauerstrichlaser eines analogen Nachrichtenübertragungssystems ist, daß während kurzer Pausen des Nachrichtenflusses ein Überwachungssignal in Form eines Pulssignales mit geringem Tastverhältnis oder eines Binärsignales mit guten Korrelationseigenschaften übertragen wird und daß der Auswerteeinrichtung als Taktbzw. Referenzsignal das Überwachungssignal zugeführt ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiber (36) vom PAM/PCM-Wandler mit anschließendem Multiplexer (35) eines mehrkanaligen Nachrichtenübertragungsgerätes gesteuert wird und daß in einem PCM-Zeitkanal als Überwachungssignal das Signal eines Korrelationssignalgenerators (37) eingespeist ist (F i g. 3).

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Korrelationssignalgenerators als ein in einem PCM-Rahmen höherer Ordnung nur einmal vorkommendes Wort oder als Stopfwort übertragen wird.

10. Einrichtung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein Dauerstrichlaser eines optischen Nachrichtenübertragungssystems ist, das neben der Nachricht ein Überwachungssignal in Form eines Pulssignales mit geringem Tastverhältnis oder eines Binärsignales mit guten Korrelationseigenschaften überträgt.