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Die Erfindung betrifft eine Drehkupplung für
Lichtleitfaserverbindungen, für die mindestens Übertragungen gemäß
einer sternförmigen Architektur hergestellt werden sollen.
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Die Erfindung bezieht sich vorzugsweise auf
Radargeräte und insbesondere auf gewisse Typen von Radarantennen mit
elektronischer Strahlschwenkung. Für derartige Antenne
kombiniert man eine elektronische Strahlablenkung in einem Konus
einer durch das Antennenzentrum verlaufenden Achse senkrecht
zur Antennenebene mit einer mechanischen Drehung der Antenne.
Die elektronische Ablenkung wird durch Steuerung des
Phasenzustands von Phasenschiebermoduln erhalten, die auf der
Vorderseite der Antennenebene liegen. Die Größenordnung der Anzahl
der Phasenschiebermoduln liegt bei 1000.
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Die Phase jedes Phasenschiebermoduls wird berechnet
und dann angezeigt von einer Gruppe von Rechenkreisen, die auf
dem drehenden Teil der Antenne sitzen. Die Daten werden von
einem zentralen Rechner des Radargeräts erarbeitet, der sich
im festen Teil der Antenne befindet. Es ist daher notwendig,
diese Informationen auf eine bewegliche Baueinheit, also das
drehende Teil, zu übertragen, und umgekehrt
Steuerinformationen von den Phasenschiebermoduln zu empfangen. Diese
Informationsaustauschvorgänge erfolgen in den ältesten bekannten
Systemen über eine Drehkupplung, die von einem Ringkollektor
gebildet wird, und über elektrische Verbindungen. Dieser
Ringkollektor ist schwer und platzraubend, da er neben den für die
Übertragung der Informationssignale bestimmten Ringen Ringe
zur Übertragung von starken Versorgungsströmen enthält.
Außerdem müssen zahlreiche Vorkehrungen getroffen werden, um die
Übertragungssicherheit zu gewährleisten: Kontakt über mehrere
Gleitglieder, sorgfältige Verteilung der Ringe usw.
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Alle diese Vorkehrungen haben unter anderem die
Wirkung, daß der mögliche Durchsatz von auszutauschenden
Informationen begrenzt wird. Die Übertragungsgeschwindigkeit ist im
allgemeinen auf ein Mbit/s begrenzt, und die Übertragung
erfolgt im allgemeinen durch Austausch von Impulssignalen. Dies
führt zu einer Verdoppelung der Übertragungskanäle, nämlich
einem gerichteten ansteigenden Kanal für die Verbindung vom
Zentralrechner zu den peripheren Einheiten und einem
gerichteten absteigenden Kanal für die Verbindung in umgekehrter
Richtung.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, wurden
Verbindungssysteme vorgeschlagen, die Lichtleitfasern für den
Datenaustausch in beiden Richtungen zwischen dem zentralen Rechner und
der Gruppe von Rechenkreisen verwenden, die im drehenden Teil
der Antenne untergebracht sind. Die Verwendung optischer
Verbindungen hat den Vorteil, diese Verbindungen gegenüber
Störimpulsen und Funkenbildungen der Versorgungsstromringe
unempfindlich zu machen. Außerdem kann ein mechanischer Ausfall des
Kollektors nicht zu einer Zerstörung der elektronischen Kreise
führen und die Übertragungsgeschwindigkeit kann 10 Mbit/s oder
mehr erreichen.
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Ein derartiges Verbindungssystem ist Gegenstand der
französischen Patentanmeldung FR-A-2 458 956. Ein solches
System wird auch in dem Konferenzbericht von Richin et al
"Liaisons optiques à courte distance utilisant des joints
tournants" auf der "8th European Conference on Optical
Communication", 21-24 September 1983, Seiten 325 bis 330
beschrieben.
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Diese Veröffentlichungen betreffen ein
Verbindungssystem, dessen Architektur eine besondere Verteilung der
elektronischen Kreise zwischen dem drehenden Teil und dem festen
Teil der Antenne ermöglicht, was zu einer Vereinfachung der
elektronischen Kreise auf dem drehenden Teil führt, die für
die Abgleichung und Wartung weniger gut zugänglich sind.
Andererseits erlauben die Übertragungsgeschwindigkeiten die
Verwendung eines Hauptübertragungskanals in beiden Richtungen.
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Im übrigen sind Koppler bekannt, die Übertragungen in
beiden Richtungen in getrennten optischen Kanälen ermöglichen,
wie dies in den folgenden Dokumenten beschrieben ist: US-A-4
134 642, FR-A-2 484 742 und FR-A-2 490 045.
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Das System enthält im wesentlichen eine in den
Hauptübertragungskanal integrierte Drehkupplung. Dieser Kanal wird
daher in zwei Teile geteilt. Die optischen Elemente der beiden
Teile sind mischende Lichtleitfasern, die eine sternförmige
Kopplung mit dem drehenden Teil der Antenne erlauben.
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In diesem Anwendungsrahmen kann es auch notwendig
sein, neben den sternförmigen Konversationsverbindungen über
eine zusätzliche punkt-zu-Punkt-Verbindung mit sehr hohem
Durchsatz zu verfügen.
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Es besteht also das Bedürfnis, über einen optischen
Multifunktionskoppler zu verfügen, der zugleich und unabhängig
eine optische Konversationsverbindung, also eine
Sternkopplungsfunktion, und eine punkt-zu-Punkt-Verbindung mit hohem
Durchsatz, also für eine Übertragungsfunktion bietet.
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Gegenstand der Erfindung ist also eine Drehkupplung
für Lichtleitfaserverbindungen zwischen ersten und zweiten
Einheiten, die sich relativ zueinander um eine Achse drehen
können, dadurch gekennzeichnet, daß sie erste und zweite
zylindrische optische Koppelvorrichtungen enthält, die je eine
erste lichtleitende Struktur mit einer ersten und einer
zweiten koaxialen Zone besitzen, welche sich parallel zur
Symmetrieachse der Koppelvorrichtung erstrecken, wobei die erste
Zone mit einer einzigen Lichtleitfaser über mindestens eine
zur Achse senkrechte Stirnseite gekoppelt werden soll, während
die zweite Zone diese erste Zone umgibt und eine optische
Hülle bildet, und eine zweite lichtleitende Struktur aufweist,
die an der Peripherie angeordnet ist und dritte und vierte
ringförmige Zonen enthält, wobei die dritte Zone einen
Sternkoppler über mindestens eine ringförmige und senkrecht zur
Achse liegende Stirnseite für mehrere
Lichtleitfaserverbindungen bildet, während die vierte Zone diese dritte Zone umgibt
und eine optische Hülle bildet, wobei die Koppler eine
gemeinsame Symmetrieachse, nämlich die Drehachse besitzen und so
angeordnet sind, daß die ersten Zonen und die dritten Zonen
der beiden Koppler optisch miteinander über ihre zur Drehachse
senkrecht liegenden Stirnflächen gekoppelt sind und der erste
optische Koppler und der zweite optische Koppler mechanisch
mit der ersten bzw. zweiten Einheit gekoppelt sind.
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Andere Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus
der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen hervor.
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Fig. 1 zeigt eine optische Kopplungsvorrichtung.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen Diagramme der optischen
Brechungsindices bezüglich eines solchen Kopplers.
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Fig. 4 zeigt eine besonderen Schritt des
Herstellungsverfahrens gemäß einer ersten Variante.
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Fig. 5 zeigt eine besonderen Schritt des
Herstellungsverfahrens gemäß einer zweiten Variante.
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Fig. 6 zeigt einen besonderen Schritt des
Herstellungsverfahrens gemäß einer dritten Variante.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen die Anwendung eines
Kopplers auf eine optische Drehkupplung gemäß der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt schematisch einen optischen Koppler. Wie
bereits erwähnt, muß der Koppler die Möglichkeit besitzen,
sowohl und unabhängig voneinander Konversationsverbindungen
vom Sterntyp und eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung herzustellen.
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Hierzu besteht der Koppler aus einem zylindrischen
optischen Element mit einem zentralen Teil 1, das als
Lichtleitfaser Informationen von Punkt zu Punkt überträgt, und mit
einem peripheren koaxialen Teil 2, das als Sternkoppler wirkt.
Der Koppler enthält also zwei lichtleitende Strukturen, die je
zwei Zonen umfassen. Der zentrale Teil 1 enthält einen Kern 10
und eine optische Hülle 11. In gleicher Art enthält der
periphere Teil eine erste Zone 20, die einen Lichtleiter bildet,
und eine optische Hülle 21.
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Die zentrale Zone 1, insbesondere ihr Kern 10, soll
optisch an eine einzige Lichtleitfaser F&sub0; gekoppelt werden.
Der periphere Teil soll mit mindestens zwei weiteren
Lichtleitfasern
und ganz allgemein mit einer großen Zahl von
Lichtleitfasern gekoppelt werden. Er führt also zu einer Mischung
der von diesen Lichtleitfasern empfangenen Lichtwellen.
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Als Beispiel sind drei Lichtleitfasern F&sub1; bis F&sub3;
dargestellt.
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Die Symmetrieachse des Ganzen ist die Achse Δ, die
zugleich die optische Achse des Lichtleiters 1 ist.
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Fig. 2 zeigt das Profil der Brechungsindices des
Kopplers gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung.
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Auf der senkrechten Achse sind die Brechungsindexwerte
n der verschiedenen Zonen bezüglich der Umgebungsluft
außerhalb des Kopplers angegeben, wo gilt n = 1 (Index von Luft).
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Die waagrechte Achse OX entspricht einem Durchmesser
des Kopplers und verläuft senkrecht zur Achse Δ, der
Symmetrieachse des Kopplers.
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Auf dieser Achse sind die Abszissen der Übergänge der
äußeren Hüllen der verschiedenen Zonen mit dieser Achse
aufgetragen, nämlich X&sub1; und X&sub2; für die Hülle 21, X&sub3; und X&sub4; für die
lichtleitende Struktur 20, X&sub5; und X&sub6; für die Hülle 11, D&sub7; und
X&sub8; für die Kernzone 10, während X&sub0; die Abszisse der Achse Δ
bezeichnet.
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Die Brechungsindices n&sub1;&sub0; bis n&sub2;&sub1; der Zonen 10 bis 21
unterliegen folgenden Beziehungen:
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n&sub1;&sub0; > n&sub2;&sub0; > n&sub1;&sub1; > 1 (1)
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n&sub1;&sub0; > n&sub2;&sub0; > n&sub2;&sub1; > 1 (2)
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In einer bevorzugten Variante, die in Fig. 2
dargestellt ist, wird n&sub1;&sub1; identisch n&sub2;&sub1; gewählt.
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Das Indexprofil des Kopplers gemäß Fig. 2 ist vom
Indexsprungtyp, d. h. es besitzt konstante Indexwerte innerhalb
jeder Zone.
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In einer zusätzlichen Ausführungsvariante kann der
Kern einen Indexgradienten besitzen. Diese Variante ist in
Fig. 3 gezeigt.
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Abgesehen vom Indexprofil des Kerns 10, dessen
Höchstwert n'&sub1;&sub0; beträgt, sind die anderen Elemente denen aus Fig. 2
gleich und brauchen nicht erneut beschrieben zu werden.
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Das Herstellungsverfahren einer Vorrichtung wird nun
in seinen verschiedenen Varianten erläutert.
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Gemäß einer ersten Herstellungsvariante enthält das
Verfahren die folgenden Schritte:
- Einen Schritt der Herstellung eines
Vollkörper-Rohlings, in dem eine klassische Herstellungstechnik angewandt
wird, beispielsweise das MCVD (modifizierte Abscheidung in der
Gasphase). Der Außendurchmesser des Rohlings liegt typisch bei
1,25 mm.
- Einen Verfahrensschritt der Herstellung eines
Rohlings mit einer zentralen ringförmigen Höhlung eines
bestimmten Durchmessers.
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In dem dargestellten Beispiel ist der Durchmesser der
Höhlung bei einem Vollkörperrohling eines Außendurchmessers
1,25 mm typisch gleich 1,3 mm. Der Rohling hat einen typischen
Außendurchmesser von 10 mm. Dieser Rohling kann ebenfalls
durch Anwendung klassischer Techniken hergestellt werden,
beispielsweise die oben erwähnte Technik MCVD. Die Herstellung
eines Rohlings enthält eine Schrumpfungsphase. Gemäß einer
ersten Methode erfolgt eine unvollständige Schrumpfung, um die
zentrale Höhlung zu erhalten. Gemäß einer zweiten Methode wird
die Schrumpfung in üblicher Weise bis zu einem Vollkörperstab
durchgeführt, während in einem nachfolgenden Verfahrensschritt
die zentrale Höhlung durch Bohren erhalten wird. Diese Methode
ist jedoch schwieriger in der Durchführung.
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Jeder Rohling enthält zwei koaxiale Zonen, die später
die verschiedenen Zonen 10, 11, 20, 21 des Kopplers bilden
(Fig. 1).
- Einen Verfahrensschritt des Einführens des
Vollkörperrohlings in die zentrale Höhlung des hohlen Rohlings.
- Einen Verfahrensschritt des Faserziehens, so daß
sich eine zusammengesetzte Lichtleitfaser ergibt. Diese Faser
kann natürlich in Abschnitte zerschnitten werden, um optische
Koppler gemäß der Erfindung mit geeigneten Längen zu ergeben.
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Der Außendurchmesser dieser Faser liegt typisch bei 1 mm. Die
zentrale Lichtleitfaser 1 (Fig. 1) hat dann einen typischen
Außendurchmesser von 125 Mikrometer.
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Diese Variante des Herstellungsverfahrens bietet den
Vorteil, daß sich die zentrale Faser gut mit der
konzentrischen lichtleitenden Struktur verbindet.
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Fig. 4 zeigt schematisch den letzten
Verfahrensschritt des Faserziehens. Der Vollkörperrohling P&sub1; wird in die
zentrale Höhlung 3 des hohlen Rohlings P&sub2; hineingesteckt. Das
Ganze wird in einen Ofen 4 gebracht, in dem die Materialien
der Rohlinge P&sub1; und P&sub2; zum Erweichen gebracht werden, und dann
wird in Richtung der Achse Δ, die die Symmetrieachse der
beiden Rohlinge ist, gezogen.
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Die üblicherweise verwendeten Basis- und
Dotiermaterialien in Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik sind
natürlich auch im Rahmen der Erfindung verwendbar. Das
Basismaterial ist vorzugsweise Siliziumoxid. Die Art der
Dotiermittel und ihre Mengen werden so gewählt, daß ein bestimmtes
Indexprofil erreicht wird, beispielsweise das gemäß den
Figuren 2 und 3.
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Gemäß einer zweiten Variante des
Herstellungsverfahrens werden der zweite und der dritte Verfahrensschritt durch
die folgenden Verfahrensschritte ersetzt:
- Einen Verfahrens schritt der Herstellung von
Vollkörperstäben, vorzugsweise aus Siliziumoxid, dotiert oder
undotiert.
- Einen Verfahrens schritt des Einfügens dieser Stäbe
sowie des Vollkörperrohlings, der gemäß dem ersten
Verfahrensschritt hergestellt wurde, in ein Siliziumoxidrohr. Der
Vollkörperrohling wird in der Symmetrieachse des Rohres
angeordnet, und die Vollkörperstäbe werden um diesen Rohling herum
angeordnet, so daß sie den freigebliebenen Raum zwischen
diesem und der Innenwand des Siliziumoxidrohrs füllen.
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Wie im vorhergehenden Fall bildet das Faserziehen des
Ganzen den letzten Verfahrensschritt.
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Dieser Verfahrensschritt ist in Fig. 5 gezeigt. Der
Rohling P&sub1; besetzt die zentrale Zone. Dieser Rohling wird von
Stäben Bi aus dotiertem oder nicht dotiertem Siliziumoxid
umgeben. Die Stäbe Bi und der Rohling Pi werden in ein
Siliziumoxidrohr T hineingesteckt.
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Dieses Rohr T mit den Stäben Bi und dem Rohling P&sub1;
gelangt dann in einen Ofen 4 und wird in einer Richtung
parallel zur Achse Δ, der Symmetrieachse des Rohrs T, gezogen.
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Gemäß einer dritten Variante enthält das
Herstellungsverfahren folgende Verfahrensschritte:
- Einen Verfahrensschritt zur Herstellung eines
Vollkörperrohlings P&sub1; wie in den vorhergehenden Varianten.
- Einen Verfahrensschritt des Faserziehens dieses
Vollkörperrohlings, um eine Lichtleitfaser zu erhalten.
- Einen Verfahrensschritt des Einhüllens dieser
Lichtleitfaser in eine doppelte Hülle aus dotiertem Silizium.
Hierzu kann man die klassische Glastechnik heranziehen. Die
Lichtleitfaser wird durch geschmolzenes Siliziumoxid geführt, das
mit einem geeigneten Dotiermittel dotiert ist. Es kann sich
beispielsweise um Boroxid B&sub2;O&sub3; handeln. Der Erweichungspunkt
der Lichtleitfaser liegt oberhalb des Schmelzpunkts des
dotierten Siliziumoxids.
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Man kann auch die Lichtleitfaser mit einem anderen
Material umhüllen, beispielsweise gewissen Copolymeren, deren
optische Eigenschaften wie Brechungsindex, Dämpfung usw. der
beabsichtigten Anwendung angepaßt sind.
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In einer bevorzugten Variante erfolgen das Faserziehen
und das Umhüllen hintereinander auf einer Faserziehbank, wie
dies in Fig. 6 dargestellt ist.
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Der Rohling P&sub1; gelangt in einen Ofen 4 und erfährt
eine Längung parallel zur Symmetrieachse Δ des Rohlings, um
eine Lichtleitfaser FO zu ergeben, die ihrerseits zwei
konzentrische Schmelzdüsen 5 und 6 durchquert, von denen die eine
schmelzflüssiges dotiertes Siliziumoxid 50 und die andere
schmelzflüssiges Siliziumoxid 60 enthält. Diese doppelte
Umhüllung bildet die äußeren Zonen 20 und 21 des Kopplers (Fig.
2).
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Die Dicke dieser Zone sowie die relativen Durchmesser
hängen von den Durchmessern der Ausgangsöffnungen der Düsen
ab.
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Wie bereits erwähnt, findet die Koppelvorrichtung eine
vorteilhafte Anwendung als Drehkupplung gemäß der Erfindung
für Übertragungen über Lichtleitfasern, die zugleich
Konversationsverbindungen (Sternkopplungsfunktion) und eine
Punktzu-Punkt-Verbindung durch ihre zentrale lichtleitende Struktur
umfassen. Insbesondere kann eine solche Drehkupplung in einem
Radarsystem mit einer drehenden Antenne verwendet werden.
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Fig. 7 zeigt eine solche Anwendung.
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In Fig. 7 ist die Architektur eines optischen
Verbindungssystems mit einer Drehkupplung JT dargestellt. Das
System besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich einer stationären
Einheit UF mit insbesondere einem Zentralrechner CC, und eine
bewegliche Einheit UM, die in eine Drehbewegung ω versetzt
werden kann. Diese letztere Einheit enthält die peripheren
Endgeräte mit Lichtsender- und Empfängern Ei/Ri
Der Index i kann von 1 bis n variieren, wobei n in
einer typischen Anwendung den Wert 12 hat.
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Der zentrale Rechner CC enthält einen Sender EC und
einen Empfänger RC. Das eigentliche Verbindungssystem teilt
sich seinerseits in drei Hauptteile auf, nämlich:
- Verbindungsfasern F&sub1; bis Fn in der beweglichen
Einheit UM und FEC und FFRC in der stationären Einheit,
- und eine optische Drehkupplung JT mit zwei Kopplern
C&sub2; bzw. C&sub1;.
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Die durch das erfindungsgemäße System hergestellte
Verbindung ist bidirektional im Wechselbetrieb zwischen der
Zentraleinheit CC und den Sende- und Empfangseinheiten Ei/Ri
Die vom Sender EC des zentralen Rechners CC ausgesandte
Information kann gleichzeitig an alle peripheren Endgeräte gesandt
und von den Empfängern Ri erfaßt werden.
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Die von jedem peripheren Endgerät ausgesandte
Information kann über den Sender Ei zum Rechner CC gesandt werden und
von dem Empfänger RC erfaßt werden. Wenn zwei Periphergeräte
untereinander Nachrichten austauschen wollen, dann können sie
dies, indem sie über den Zentralrechner CC gehen. Hierzu kann
man beispielsweise unter Hinzufügung eines Pufferspeichers in
der Zentraleinheit CC die bekannten Mailboxtechniken oder
irgendein anderes Verfahren verwenden, das nicht in den Rahmen
der Erfindung gehört.
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Genauer gesehen enthält jeder optische Koppler C&sub1; und
C&sub2; in Fig. 1 eine lichtleitende zentrale Struktur des Kerns
10 und eine lichtleitende Ringstruktur, insbesondere in der
Zone 20.
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In dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel sind die
Lichtleitfasern F&sub1; bis Fn optisch über eines ihrer Enden mit der
Zone 20 der ringförmigen Lichtleiterstruktur des optischen
Kopplers C&sub2; verbunden.
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Die Empfangslichtleiter FFRC, die in einem Faserbündel
zusammengefaßt sind, sind ebenfalls optisch mit einem ihrer
Enden an die Zone 20 der ringförmigen lichtleitenden Struktur
des optischen Kopplers C&sub1; gekoppelt, ebenso übrigens wie die
Sendelichtleitfaser FEC. In dem gezeigten Beispiel enthält das
Bündel FFRC elf Lichtleitfasern.
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Die anderen Enden dieser Lichtleitfasern sind optisch
an die Endgeräte Ei/Ri bzw. an den Empfänger RC bzw. an den
Sender EC gekoppelt.
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Die Stirnflächen, die sich in den Kopplern C&sub1; und C&sub2;
gegenüberliegen, sind optisch miteinander so gekoppelt, daß
die Zonen des Kerns 10 bzw. des Rings 20 eines Kopplers
optisch mit den entsprechenden Zonen des anderen Kopplers
gekoppelt sind. Die beiden Koppler C&sub1; und C&sub2; besitzen also dieselbe
optische Achse Δ, die mit der Drehachse der Drehkupplung JT
zusammenfällt.
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Die ringförmige lichtleitende Struktur hat also die
Funktion eines Ringkopplers, um Konversationsverbindungen
zwischen den Sendern/Empfängern Ei/Ri, dem Sender EC und dem
Empfänger RC herzustellen. Außer diesen Verbindungen, die
großteils denen entsprechen, die in den Systemen gemäß den
oben erwähnten Veröffentlichungen beschrieben sind, können die
Koppler C&sub1; und C&sub2; eine zusätzliche Verbindung herstellen,
nämlich eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit sehr hohem
Durchsatz über die zentrale lichtleitende Struktur zwischen einem
Sender E&sub0;, der im dargestellten Beispiel in der beweglichen
Einheit UM sitzt, und einem Empfänger R&sub0;, der im zentralen
Rechner CC angeordnet ist.
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Diese Anordnung ist natürlich nicht die einzig
mögliche. Die Übertragung könnte auch in umgekehrter Richtung
erfolgen. Man könnte auch eine bidirektionale Verbindung
vorsehen.
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In der beweglichen Einheit UM ist der Sender E&sub0;
optisch mit einem der Enden einer Lichtleitfaser FE&sub0; gekoppelt,
deren anderes Ende an die Kernzone der zentralen
lichtleitenden Struktur des Kopplers C&sub2; gekoppelt ist.
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In gleicher Weise ist in der stationären Einheit UF
der Empfänger R&sub0; optisch mit einem Ende einer Lichtleitfaser
FR&sub0; gekoppelt, deren anderes Ende optisch mit der Kernzone der
zentralen lichtleitenden Struktur des Kopplers C&sub1; gekoppelt
ist.
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Um konkretere Angaben zu machen, wird nun die Art der
opto-elektronischen Elemente präzisiert, die im Rahmen des
beschriebenen Übertragungssystems verwendet werden.
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Man kann in Betracht ziehen, daß die optische
Leistung, die vom stationären zentralen Rechner CC ausgesandt
wird, nicht beschränkt ist. Man verfügt nämlich über jegliche
Energie, die nötig sein kann, ohne Volumenbeschränkung. Man
verwendet auch zwei unterschiedliche Komponenten als Sender,
nämlich EC, und als Empfänger, nämlich RC. Der Sender EC kann
ein Halbleiterlaser sein, z. B., ohne die Erfindung zu
beschränken, ein Halbleiterlaser vom Gallium-Aluminium-Arsen-Typ
(GaAlAs). Der Empfänger kann eine PIN-Photodiode aus Silizium
oder ein Feldeffekttransistor vom Typ PINFET sein.
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Wie oben beschrieben, empfiehlt es sich, in der
beweglichen Einheit UM für jede periphere Einheit nur eine
Lichtleitfaser zu verwenden, die die bidirektionale Verbindung
zwischen einem peripheren Endgerät und dem optischen Koppler
C&sub2; herstellt. Man koppelt optisch diese Faser mit einem
Baustein Ei/Ri, der in der Lage ist, abwechselnd als Sender oder
Detektor von Licht der gleichen Wellenlänge zu wirken. Dieses
Bauteil ist vorzugsweise eine Halbleiterdiode, wie sie in der
französischen Patentanmeldung FR-A-2 396 419 betreffend eine
Halbleiterdiode beschrieben ist, die bei einer Vorspannung in
Leitrichtung Licht aus sendet und bei einer Vorspannung in
Sperrichtung Licht erfassen kann. Diese besondere Anordnung
erlaubt auch eine Verdopplung der empfangene optischen
Leistung im Vergleich zu der Lösung, bei der getrennte
Lichtsender und Empfänger sowie zwei Lichtleitfasern für jedes
periphere Endgerät verwendet werden.
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Man kann auf diese Weise digitale Übermittlungen vom
Konversationstyp mit einer Geschwindigkeit von 10 Mbit/s
realisieren.
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Hinsichtlich der Punkt-zu-Punkt-Verbindung kann man
beispielsweise Übertragungen eines Durchlaßbands von 10 MHz
mit einer Trägerfrequenz herstellen, die bis zu 1 GHz reicht.
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Hierzu ist der Sender E&sub0; vorzugsweise eine Laserdiode
mit doppeltem Heteroübergang und geführtem Verstärkungsgrad
vom Typ Gallium-Aluminium/Gallium-Aluminium-Arsen
(GaAl/GaAlAs).
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Der Empfänger R&sub0; ist vorzugsweise eine
Siliziumphotodiode vom Avalanche-Typ.
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Hinsichtlich der mechanischen Struktur kann die
Drehkupplung IT, die zwei Koppler C&sub1; und C&sub2; gemäß der Erfindung
enthält, jede geeignete Gestalt annehmen. Die Funktion der
Kupplung ist üblicherweise die, eine relative Rotation der
beiden Koppler C&sub1; und C&sub2; um eine Achse Δ zu erzeugen und dabei
eine ausreichende Fluchtung der zu koppelnden Zonen
beizubehalten, d. h.
der Zonen 10 und 20, in denen die geführten
Lichtwellen sich fortpflanzen.
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Diese Drehkupplung JT kann ähnlich ausgebildet sein
wie diejenige, die in der französischen Patentanmeldung FR-A-2
248 728 beschrieben ist. Eine solche Drehkupplung ist in Fig.
8 dargestellt. Sie enthält ein Steckerende 81 und ein
Buchsenende 83, die so zusammengefügt sind, daß sie eine Drehachse 84
in einer Hülse gemäß einer vorbestimmten Ausrichtung bilden,
eine Vorrichtung mit Anschlägen 86-861 und 87-871, die die
axiale Verschiebung der Hülse begrenzen, Zentriermittel 88 und
89 für die Enden der Koppler C&sub1; und C&sub2; und Befestigungsmittel
an den äußeren Körpern, wobei diese äußeren Körper einerseits
von einer festen Platte 814, die beispielsweise im Chassis des
zentralen Rechners CC enthalten ist, und andererseits von der
Antriebswelle 82 der beweglichen Einheit UM (Fig. 7) gebildet
werden. Diese Befestigungsmittel bilden eine starre Kopplung
810 bzw. eine halbstarre Kopplung 811, 812 und 813. Diese
Drehkupplung IT gewährleistet lediglich die optische
Drehverbindung um die Achse Δ zwischen der stationären Einheit UF und
der beweglichen Einheit UM. Zusätzliche, nicht dargestellte
Mittel bewirken die mechanische Kopplung zwischen der
Antriebswelle 82 und der stationären Einheit UM. Diese Mittel
müssen insbesondere das Gewicht der beweglichen Einheit UM und
ihrer Antriebswelle 82 tragen.