DE3705697C2

DE3705697C2 -

Info

Publication number: DE3705697C2
Application number: DE3705697A
Authority: DE
Inventors: David Ross Yardley Pa. Us Patterson
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1987-02-23
Publication date: 1992-10-29
Also published as: GB2187056A; GB2187056B; JPS62203436A; GB8704032D0; DE3705697A1; US4709416A; JPH0630466B2

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorspannungsschaltung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wie sie aus der DE-OS 34 34 217 bekannt ist.

In einem Lichtleiter benutzenden Kommunikationssystem ist die an einem Netzknoten befindliche Datenquelle und Daten empfangseinrichtung wie z. B. ein Computer über einen Licht empfänger und einen Lichtsender an das Lichtleiternetz ange schlossen. Im Lichtempfänger wandelt ein Fotodetektor Licht signale aus dem Lichtleiter in elektrische Datensignale für den Computer um. Der Lichtsender erhält elektrische Signale von der Datenquelle und wandelt sie in Lichtimpulse um, die durch den Lichtleiter übertragen werden. Für diese Umwand lung benutzt man derzeit handelsübliche Lichtemissions elemente wie Leuchtdioden oder Laserdioden, wobei in Fällen, in denen ein Lichtleiternetz mit hoher Datenrate betrieben wird und größere Entfernungen überdeckt oder eine hohe Anzahl an Knoten aufweist, die Laserdiode als Lichtsender vorzuziehen ist.

Die Umwandlungskennlinie einer Laserdiode hat einen ersten Bereich, in dem das emittierte Licht mit dem Diodenstrom von Null beginnend relativ langsam ansteigt bis zu einem ersten Lichtwert an einem Knick der Kennlinie. In einem anschließen den zweiten Bereich der Kennlinie steigt die Lichtstärke mit dem Diodenstrom relativ schnell an. Maßgeblich für den Maximalwert des Diodenstroms sind u. a. die Aufheizung der Diode durch den Strom und den sich daraus ergebenden Grad an Zuverlässigkeit. Im Interesse einer hohen Zuverlässigkeit wählt man den Höchstwert des Stroms im Betrieb weit niedriger als den Maximalstrom, den die Laserdiode noch aushalten kann.

Die Daten werden gewöhnlich in Form binärer Impulse hoher oder niedriger Logikpegel übertragen, wobei der hohe Logik pegel die Diode in einen Einschaltzustand versetzt, in dem sie Licht aussendet, während ein niedriger Logikpegel die Laserdiode ausschaltet. Durch Verzögerungen im Umwandlungs prozeß von der Elektronen-Injektion zur Lichtemission (Photonen-Emission) kann die Symmetrie und die Wiedergabe treue der Impulse beeinträchtigt werden. Für Nachrichten verkehr mit hohen Datenraten müssen die gesendeten Licht impulse jedoch eine relativ gut definierte Symmetrie haben und insgesamt formtreu erscheinen. Es ist aus der bereits erwähnten DE-OS 34 34 217 bekannt, eine Laserdiode durch einen Gleich-Vorstrom, der den niedrigen Logikpegel repräsentiert, auf den Knickpunkt vorzuspannen und diesem Knickpunkt oder Vorstrom einen weiteren modulierenden Strom zu überlagern, der den hohen Logikpegel der Daten repräsentiert. Der niedri ge Logikpegel ruft bereits ein geringes Ausgangslicht beim Knickpunktstrom hervor.

Weist das Lokalnetz eine große Anzahl an Knoten auf, an denen jeweils eine Laserdiode an die Lichtleiter angekoppelt ist, dann summieren sich deren einzelne Restlichtmengen zu einer ständigen Beleuchtung, die von den Knickpunktströmen herrührt und eine Hintergrundhelligkeit bei der Datenübertragung dar stellt. Die Wahrscheinlichkeit, das gewünschte Signal noch erfassen zu können, ist um so kleiner, je stärker das Grund rauschen infolge dieser Hintergrundhelligkeit ist. Dies wiederum begrenzt bei Lichtleiterkabeln die minimale Ver legungslänge.

Aus der genannten DE-OS 34 34 217 ist ein Kommunikations system mit solchen auf den Knickpunkt vorgespannten Laser dioden bekannt, deren kumulatives Licht im System ein Hinter grundrauschen bewirkt, das den Nachrichtenverkehr beeinträch tigt. Zur Lösung dieses Problems wird dort die Knickpunkt- Vorspannung aller Laserdioden mit Ausnahme der gerade senden den ausgeschaltet. Wenn eine Sendung an irgendeinem Knoten beginnt, wird die dortige Laserdiode auf ihren Knickpunkt vorgespannt, und diese Vorspannung wird für die Dauer der Datensendung beibehalten. Das Senden der Daten erfolgt durch Zuführung eines modulierenden Stroms über den Knickstrom hin aus. Auf diese Weise wird das Restlicht im System unterdrückt und das Systemrauschen vermindert, so daß der Nachrichten verkehr insgesamt verbessert und gleichzeitig die gewünschte Formtreue der Impulse gewährleistet wird.

Die Stärke emittierten Lichtes als Funktion des Vorstroms bei Laserdioden ändert sich mit Temperatur und auch mit der Alterung der Dioden. Dies äußert sich hauptsächlichn in Ver schiebungen des Knickpunktstroms, während im allgemeinen die Steigung der Kennlinie in den Bereichen oberhalb und unter halb des Knickpunktes die gleiche bleibt. Eine Justierung des Vorstroms kann dadurch erfolgen, daß man ihn langsam von Null aus erhöht und dabei das Ausgangslicht des Lichtemis sionselementes beobachtet. Bei einem System mit nur einem einzigen ständig arbeitenden Datensender muß der Nachrichten verkehr natürlich unterbrochen werden, um den Vorstrom auf diese Weise einzustellen.

Eine Regelung des Vorstroms während einer Datensendung auf grund eines Vergleichs der Ausgangslichtwerte bei hohem und bei niedrigem Logikpegel der Daten mit einem vorbestimmten Normwert, etwa dem Mittelwert des Ausgangslichts, ist proble matisch, wenn der Nachrichtenverkehr in Impulspaketen (Bursts) erfolgt, weil (zeitgebündelter Verkehr) mit diesem Schema die Datenbits eines Impulspaketes nicht einwandfrei kontrol liert werden können, da sich der Mittelwert des Ausgangs lichts wegen des kurzen Tastverhältnisses der Burstfolge nicht genau bestimmen läßt. Wenn ferner die Datenrate sehr hoch ist, z. B. 500 Megabits/Sekunde wie beim gegenwärtigen Stand der Technik, wird es schwierig, den Lichtwert während eines Datenimpulses abzufragen, um die Lichtstärke selektiv während eines hohen oder eines niedrigen Logikpegels fest zustellen.

Gemäß der erwähnten DE-OS 34 34 217 erregt eine Steuerlogik die Laserdiode mit einem ersten Erregungsstrom, der von Null aus ansteigt. Der Lichtausgang wird überwacht, bis das emit tierte Licht die Knickpunktintensität erreicht. Eine Speicher logik speichert den Wert dieses Knickstromes, so daß er dann während der weiteren Vorspannungsjustierung beibehalten wird. Eine zweite Steuerlogik erregt die Diode weiter mit einem höher ansteigenden Strom, bis sie Licht in der ge wünschten Intensität entsprechend dem Maximalbetriebsstrom emittiert. Dieser Stromwert wird ebenfalls gespeichert. Mit der Datenquelle und mit den erwähnten Logikschaltungen ist eine Schaltlogik gekoppelt, die als Antwort auf den hohen bzw. den niedrigen Logikpegel der Daten den Diodenstrom zwischen dem Wert des Knickpunktstroms und dem Maximalwert umschaltet. Da die Laserdiode während des Justierungsintervalls Licht der maximalen Stärke emittiert, kann der Nachrichtenverkehr im Netz gestört werden, wenn der betreffende Lichtsender mit dem Lichtleiternetz gekoppelt bleibt. Falls abgetrennt wird, muß der Betrieb unterbrochen werden.

Der Erfindung liegt bei einer Vorspannungsschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie verwandt wird bei einem mit Laserdioden arbeitenden Datennetz, bei welchem die Laserdioden zur Verminderung des Grundrauschens nur dann auf den Knickpunkt ihrer Kennlinie vorgespannt werden, wenn ein Datenimpulspaket gesendet werden soll, die Aufgabe zugrunde, die Vorstromeinstellung auf den Knickpunkt ohne Unterbrechung des Sendebetriebs auch bei hohen Datenraten vorzunehmen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des An spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung läßt sich anwenden in einem Datensender für ein mit Lichtleitern ausgestattetes Kommunikationssystem zum Nachrichtenverkehr zwischen einerseits einem beliebigen von mehreren Sendern und andererseits einem beliebigen von mehreren Empfängern. Die Kommunikation zwischen Netzknoten des Systems (deren jeder einen Sender und einen Empfänger enthält) erfolgt zeitgebündelt mittels Datenimpulspaketen. In jedem Sender befindet sich ein Lichtemissionselement in Form einer Laserdiode, deren Licht mit Daten amplitudenmodu liert wird. Jedem Sender ist eine steuerbare Vorstromquelle für den Knickpunktstrom der Laserdiode zugeordnet, um diese für die Emissionsschwelle vorzuspannen, mit der Folge, daß alle diejenigen Laserdioden, die im Augenblick keine Daten senden, dem Knickpunktstrom entsprechendes Licht erzeugen, so daß das Restlicht insgesamt das Grundrauschen des Systems be stimmt. Mit der Laserdiode jedes Senders ist ferner ein Modu lator gekoppelt, der unter Steuerung durch eine örtliche Datenquelle den Diodenstrom abhängig vom Logikpegel der zu sendenden Daten zwischen dem Knickstromwert und einem Maximal wert moduliert. An jedem Sender ist eine Sperrschaltung mit der steuerbaren Vorstromquelle und mit der Datenquelle gekop pelt, um den Vorstrom für ein Intervall zwischen den von die sem Sender abgegebenen Datenimpulspaketen zu sperren. Dies hat den erwünschten Effekt, daß das Grundrauschen des Systems vermindert wird. Gemäß der Erfindung ist nun das Intervall, in welchem jede Sperrschaltung die steuerbare Vorstromquelle sperrt, kürzer als das Intervall zwischen den Datenimpuls paketen, so daß eine freie Zeit definiert wird, während wel cher die Laserdiode einerseits vom Knickpunktstrom durchflos sen wird, andererseits aber keine Daten gesendet werden. Außerdem ist jedem Sender eine Vorstrom-Steuerschaltung zuge ordnet, die mit der steuerbaren Vorstromquelle und mit der Sperrschaltung gekoppelt ist, um den Wert des Vorstroms wäh rend der erwähnten freien Zeit einzustellen.

Die Erfindung wird nachstehend von in den beiliegen den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Lokalnetzes, das einen zentralen Verknüpfungspunkt und eine Vielzahl peripherer Knoten hat;

Fig. 2a, 2b und 2c sind Zeitdiagramme zur Veranschaulichung der Effekte von Systemverzögerungen;

Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm, das die zeitliche Beziehung zwischen dem Vorstrom einer Laserdiode und dem Daten strom gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht;

Fig. 4 veranschaulicht in einem Zeitdiagramm die zeitliche Beziehung zwischen dem Vorstrom und dem Datenstrom gemäß der Erfindung;

Fig. 5 zeigt als Blockschaltbild eine mögliche Ausführungs form eines Datenterminals oder Knotens für das Lokal netz nach Fig. 1;

Fig. 6 zeigt in Blockdarstellung einen erfindungsgemäß aus gestatteten Datensender, der in der Anordnung nach Fig. 5 verwendet werden kann;

Fig. 7a, 7b und 7c zeigen die Kennlinie und modulierende Steuerströme einer Laserdiode, die in der Anordnung nach Fig. 6 verwendet werden kann;

Fig. 8 ist ein Schaltbild eines Modulations- und eines Vorstrom-Schalters zur Verwendung in der Anordnung nach Fig. 6;

Fig. 9a bis 9f sind Diagramme, die den zeitlichen Verlauf der Amplitude bestimmter Daten- und Steuersignale und des Gesamt-Laserdiodenstroms sowie seiner Kompo nenten im Zusammenhang mit der Sendung eines Daten impulspaketes zeigen;

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Vorspan nungs-Einstellschaltung gemäß der Erfindung, die in der Anordnung nach Fig. 6 verwendet werden kann;

Fig. 11 zeigt eine Datenverarbeitungseinrichtung, die in Verbindung mit dem Sender nach Fig. 6 in einer Anord nung gemäß der Fig. 5 verwendet werden kann;

Fig. 12 ist ein Schaltbild einer alternativen Steuerschaltung, die ein Speicherelement benutzt, um Anfangs-Betriebs parameter eines Lasers einzustellen;

Fig. 13 zeigt in Blockform ein mit Sammelleitung arbeitendes Kommunikationssystem.

Die Fig. 1 zeigt in Blockform ein örtlich begrenztes Nach richtennetz (Lokalnetz) 10 mit einem zentralen optischen Verknüpfungspunkt 16. In der Fig. 1 sind mehrere Stationen oder "Knoten" 12 dargestellt, von denen drei mit 12a, 12b und 12c bezeichnet sind und die über Lichtleiterkabel 14 mit dem zentralen Verknüpfungspunkt 16 verbunden sind. Der zentrale Verknüpfungspunkt 16 stellt eine gegenseitige Verbindung der verschiedenen Lichtleiterkabel 14 dar, so daß ein Signal, das längs eines Lichtleiterkabels wie z. B. des Kabels 14a zum Punkt 16 wandert, auf alle anderen Lichtleiterkabel 14 gekoppelt wird. Diese Art der Kopplung kann in bekannter Weise dadurch erreicht werden, daß man den zentralen Verknüpfungspunkt 16 als Sternverzweiger auslegt. In der Praxis kann jedes Lichtleiterkabel 14 aus einer einzigen optischen Faser bestehen, die Signale in beiden Richtungen überträgt, oder aus einem Paar optischer Fasern, deren jede Signale in einer Richtung überträgt.

Wie bekannt, brauchen Signale, die an einem Knoten wie z. B. dem Knoten 12a entspringen, jeweils eine endliche Zeit für ihre Wanderung längs des Lichtleiterkabels 14a zum Zentralpunkt 16 und von dort weiter längs anderer Lichtleiterkabel wie z. B. dem Kabel 14c zu anderen Knoten wie z. B. dem Knoten 12c. Im normalen Betrieb des Systems beginnt ein Knoten wie etwa der Knoten 12c erst dann zu senden, nachdem der vorher sendende Knoten (z. B. 12a) seine Sendung beendet hat. Der Knoten 12c kann also die Sendung beginnen, wenn er den letzten Teil der vorhergehenden, vom Knoten 12a stammenden Sendung empfangen hat. Wegen der Laufzeitverzögerung in den Kabeln 14a und 14c beginnt der Knoten 12c erst dann zu senden, nachdem ab dem Ende der Sendung des Knotens 12a eine Zeit verstrichen ist, die der Laufzeit in den Lichtleiterkabeln 14a und 14c entspricht. Andere Knoten, wie etwa der Knoten 12b, empfangen die Vorderflanke eines vom Knoten 12c gesendeten Signals erst dann, nachdem ab dem Zeitpunkt des Empfangs der Rückflanke des vom Knoten 12a gesendeten Signals eine Zeit verstrichen ist, die zweimal so lang wie die Laufzeit im Kabel 14c ist. Diese Zeitbeziehungen sind in den Fig. 2a bis 2c veranschaulicht, worin die Datensendung vom Knoten 12a durch einen Impuls 210 (Fig. 2a) dargestellt ist, der in einem Intervall T0-T4 erscheint. Die Sendung 210 wird am Knoten 12c der Fig. 1 im Intervall T2-T6 empfangen, wie es in Fig. 2b durch den Impuls 212 dargestellt ist. Die Intervalle T0-T2 und T4-T6 sind die Laufzeiten in den Lichtleiterkabeln 14a und 14c. Zum Zeitpunkt T6 empfängt der Knoten 12c den letzten Teil der vom Knoten 12a stammenden Sendung. Im Idealfall, wenn der Knoten 12c keine Verarbeitungszeit zum Erkennen des Endes der vom Knoten 12a ausgegangenen Sendung braucht, beginnt der Knoten 12c seine eigene Sendung zum Zeitpunkt T6, wie mit dem Impuls 214 in Fig. 2c dargestellt. Der Knoten 12c sendet im Intervall T6-T10, und diese Sendung wird am Knoten 12c (und an anderen Knoten) im Intervall T8-T12 empfangen, wie es mit dem Impuls 216 in Fig. 2b veranschaulicht ist. Das Intervall T6-T8 stellt eine Zeit dar, während welcher kein Knoten ein Signal empfängt; diese Zeit ist den Weglängen der Lichtleiterkabel des Lokalnetzes zuzuschreiben. Eine ähnliche Zeitspanne, in welcher kein Signal empfangen wird, ist das Intervall T12-T14 zwischen der Sendung 216 und einer weiteren Sendung 218, die irgendeinem anderen als den Knoten 12a und 12b zuzuschreiben ist. Eine weitere Sendung vom Knoten 12a ist mit dem Impuls 220 in Fig. 2a dargestellt; diese Sendung wird von allen Knoten als der in Fig. 2b dargestellte Impuls 222 empfangen. In der bisherigen Beschreibung wurde vorausgesetzt, daß die Weglängen zwischen dem Zentralpunkt 16 um den verschiedenen Knoten 12 einander gleich sind. Jeder Fachmann weiß, daß die tatsächlich wirksamen Verzögerungen von den Entfernungen zwischen dem Zentralpunkt 16 und dem jeweils betrachteten Knoten 12 abhängt und daher unterschiedlich sein kann. Für die vorliegende Erfindung ist der genaue Wert der Verzögerung jedoch nicht wichtig.

Die Fig. 3 zeigt in einem Amplituden/Zeit-Diagramm den zeitlichen Verlauf des Betrags des Ausgangslichts (Lichtintensität) eines Senders wie z. B. des Senders 12 der Anordnung nach Fig. 1, ähnlich wie in der eingangs genannten DE-OS 34 34 217 beschrieben. In der Fig. 3 stellen die Amplituden L1 und L2 das Ausgangslicht einer Laserdiode dar. Zum Zeitpunkt T1 erhöht sich das Ausgangslicht von Null auf einen Wert L1 und bleibt auf diesem Wert bis zu einem Zeitpunkt T2. Im Intervall T2-T3 erfolgt die Datensendung in Form von Ausschlägen der Lichtstärke zwischen den Werten L1 und L2. Bei oder nahe dem Zeitpunkt T3 ist die Datensendung zu Ende, und der Lichtwert fällt wieder auf Null. In der Fig. 3 ist ein weiteres Sende-Impulspaket (nachfolgend auch Burst genannt) dieser Art dargestellt, beginnend zum Zeitpunkt T4 mit einem Anstieg der Lichtstärke auf den Wert L1, gefolgt von einer Datensendung im Intervall T5-T6, ebenfalls in Form von Ausschlägen zwischen den Lichtwerten L1 und L2.

Die Fig. 4 veranschaulicht, wie entsprechende Sendungen von einem Knoten nach der erfindungsgemäßen Methode durchgeführt werden. Wie in Fig. 4 gezeigt, steigt auch hier zum Zeitpunkt T1 das von einem Knoten ausgesandte Licht vom Nullwert auf den Wert L1 und bleibt dort bis zum späteren Zeitpunkt T2. Die Datensendung in Form von Ausschlägen der Lichtstärke zwischen L1 und L2 findet im Intervall T2-T3 statt. Während eines weiteren Intervalls T3-T4 nach dem Ende des Datenbursts bleibt das gesendete Licht auf dem Wert L1. Das Intervall T3-T4 ist eine Zeit, die zwischen dem Empfang der Datenbursts an den Knoten 12 der Fig. 1 liegt. Diese Zeit entspricht den Intervallen T6-T8, T12-T14 und T16-T18 in Fig. 2b. Wie noch zu beschreiben ist, wird dieses Intervall an dem Knoten, der gerade eine Datensendung beendet hat, zur Nachjustierung des Vorstrompegels der dortigen Laserdiode genutzt. Da die Justierung in einer Zeit stattfindet, während der keine Signale an anderen Knoten empfangen werden, gibt es keine Beeinträchtigung von Datensendungen. Eine weitere Lichtsendung vom selben Sender findet im Intervall T5-T8 in Fig. 4 statt. Das Intervall T4-T5 ist eine Zeitspanne, in der das Ausgangslicht gesperrt wird, um das Grundrauschen im System zu vermindern.

Das in Fig. 5 dargestellte Blockschaltbild zeigt den Aufbau des Knotens 12a der Fig. 1, der repräsentativ für alle Knoten 12 ist. Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 5 besteht das vom optischen Verknüpfungspunkt 16 (Fig. 1) entfernte Ende des Lichtleiterkabels 14 aus zwei getrennten Lichtleiter-Kabelsträngen 512 und 514. Mit dem Lichtleiterkabel 512 ist ein Datenempfänger und mit dem Kabel 514 ein Datensender 518 gekoppelt. Die vom Empfänger 516 über das Kabel 512 empfangenen Daten werden auf eine dem Knoten 12a zugeordnete Datenverarbeitungs- oder eine Benutzereinrichtung gegeben, symbolisiert durch den Block 520. Die Verarbeitungseinrichtung 520 verarbeitet die empfangenen Daten und erzeugt ihrerseits Daten, die an anderen Knoten zu senden sind. Diese Daten werden von der Verarbeitungseinrichtung 520 über eine Leitung 523 an einen Sender 518 zur Aussendung geliefert. Über eine Leitung 640 wird Steuerinformation zugeführt. Wie bekannt, können die Daten in Form serieller oder paralleler Binärdaten vorliegen. Wie der Fachmann weiß, werden im Falle von Paralleldaten Vielfachleitungen zur Übertragung vorzusehen sein; der Einfachheit halber werden jedoch alle Leitungen so beschrieben, als wären es Einfachleiter.

Die Fig. 6 ist ein Blockschaltbild des in Fig. 5 gezeigten Senders 518. Gemäß der Fig. 6 erzeugt eine Laserdiode 610 Licht als Antwort auf elektrischen Strom, der über eine Leitung 612 zugeführt wird. Ein erster Teil des Lichts (in der Fig. 6 mit 614 bezeichnet) wird auf das Lichtleiterkabel 514 (Fig. 5) und das Lichtleiterkabel 14a gekoppelt. Ein anderer Teil des von der Laserdiode 610 gezeigten Lichts, der in Fig. 6 mit 616 bezeichnet ist, wird auf eine Monitor-Fotodiode 618 gekoppelt. Die Laserdiode 610 ist thermisch mit einem thermoelektrischen Kühlmodul 620 und mit einem Thermistor 622 verbunden. Die Laserdiode 610, die Monitordiode 618, der thermoelektrische Modul 620 und der Thermistor 622 können in bekannter Weise miteinander verkapselt sein, um einen Laser-Baustein zu bilden, wie es mit der gestrichelten Umrahmung 624 angedeutet ist. Der Laser-Baustein 624 kann z. B. ein handelsüblicher Baustein sein. Der thermoelektrische Modul 620 und der Thermistor 622 sind mit einem Temperaturregler 626 gekoppelt, der die Speisung des Moduls 620 in bekannter Weise abhängig von der durch den Thermistor 622 angezeigten Temperatur steuert, um die Temperatur der Laserdiode 610 zu stabilisieren. Der Temperaturregler 626 erzeugt auch ein Sperrsignal auf einer Leitung 628, falls die angezeigte Temperatur der Laserdiode vorbestimmte Grenzen überschreitet.

Die Monitor-Fotodiode erzeugt ein Signal, das vom einfallenden Licht aus der Laserdiode 610 abhängt und auf einen Rückkopplungsverstärker 630 gekoppelt wird. Der Verstärker 630 legt ein Signal, das repräsentativ für die Stärke des an der Fotodiode 618 empfangenen Lichts ist, an eine als Block 632 dargestellte Steuerschaltung zur automatischen Vorstrom-Einstellung. Dieses Signal wird in einer noch zu beschreibenden Weise benutzt, um den Knie-Vorstrom der Laserdiode nach jeder Datensendung einzustellen.

Die Laserdiode 610 empfängt Strom über die Leitung 612 von einer programmierbaren Vorstromquelle 634, die auf einer Leitung 635 einen Vorstrom I_B erzeugt, der über einen steuerbaren Vorstromschalter 636 wahlweise zur Leitung 612 durchgelassen wird. Eine Modulationsstromquelle 638, die von Hand justierbar ist (symbolisiert durch ein Potentiometer 650), erzeugt auf einer Leitung 641 einen Modulationsstrom I_M, der über einen steuerbaren Modulatorschalter 642 auf die Leitung 612 gegeben wird. Der Modulatorschalter 642 wird durch die wechselnden Logikpegel von Daten, die über eine Leitung 524 aus der Verarbeitungseinrichtung 520 der Fig. 5 empfangen werden, ein- und ausgeschaltet (d. h. leitend und nichtleitend gemacht).

Der Vorstromschalter 636 wird in einer ersten Betriebsart durch ein verlängertes Vorstrom-Steuersignal, das von der Steuerschaltung 632 über eine Leitung 644 angelegt wird, ein- und ausgeschaltet. Wenn der Vorstromschalter 636 eingeschaltet ist, fließt Strom I_B von der Stromquelle 634 zur Leitung 612 und zur Laserdiode 610. Wenn der Modulatorschalter 642 eingeschaltet ist, fließt Strom I_M von der Stromquelle 638 zur Leitung 612 und zur Laserdiode 610. Bekanntlich ist die Ausgangsimpedanz einer Stromquelle hoch, so daß kein Strom I_B in die Stromquelle 638 fließt, wenn beide Schalter 636 und 642 leitend sind, und daß kein Strom I_M in die Stromquelle 634 fließt, wenn die Schalter leitend sind. Somit ist der über die Leitung 612 zur Laserdiode 610 fließende Strom entweder der Vorstrom I_B (wenn der Schalter 636 eingeschaltet ist) oder die Summe des Vorstroms und des Modulationsstroms (I_B + I_M), wenn beide Schalter eingeschaltet sind.

Die Fig. 7a zeigt die Umwandlungskennlinie der Laserdiode 610, d. h. die Kurve, welche die Intensität des abgegebenen Lichts als Funktion des Stroms darstellt. Gemäß der Fig. 7a hat diese Kennlinie 710 einen ersten Teil 712, der sich vom Nullwert der Stromskala (Gesamtstrom I_T = 0) bis zu einem Vorstromwert I_B erstreckt und in dem die Steigung oder Anstiegsgeschwindigkeit der Lichtintensität als Funktion einer inkrementellen Zunahme des Gesamtstroms relativ klein ist, und einen zweiten Teil 714, der vom Vorstromwert I_B bis zu einem Spitzenstromwert I_P (die Summe des Vorstroms I_B und des Spitzenwertes des Modulationsstroms I_M) reicht und in dem die Anstiegsgeschwindigkeit der Lichtintensität für eine inkrementelle Änderung des Gesamtstroms relativ groß ist. Zwischen den Teilen 712 und 714 befindet sich ein Übergangsbereich 716 der Kennlinie 710, der als Knick- Bereich bezeichnet wird und in dem sich die Steigung der Kennlinie plötzlich ändert.

Die gestrichelte Kurve 720 veranschaulicht in übertriebener Form, wie sich die Kennlinie der Laserdiode unter dem Einfluß von Zeit oder von Temperaturänderungen ändern kann. Wie dargestellt, hat die Kurve 720 einen Teil 722, über den sich die Steigung des Teils 712 der Kennlinie 710 fortsetzt. Der Knick-Bereich liegt hier bei einem höheren Stromwert als I_B, und die Kurve 720 hat einen weiteren Teil 724 mit einer Steigung oder Steilheit, die parallel zu derjenigen des Teils 714 der Kennlinie 710 ist. Der Wechsel von der Kennlinie 710 zum Kurvenverlauf 720 hat insgesamt die Wirkung, daß das Knie im wesentlichen mitten zwischen die Stromwerte I_B und I_P verlegt wird, wie in der Fig. 7a zu erkennen.

Die Fig. 7b zeigt einen Verlauf des Gesamtstroms 726, der Vorströme und Modulationsströme enthält und mit dem die Kennlinie nach Fig. 7a ausgesteuert wird. Gemäß der Fig. 7b ist ab dem Zeitpunkt T0 der Gesamtstrom auf dem Vorstrompegel, und während eines Datenintervalls, in dem ein Zeitpunkt T1 liegt, wird ein Spitzenstrom I_P angelegt. Wie die Kurve 730 in Fig. 7c zeigt, führt das Anlegen des Stroms 726 an eine Laserdiode, die eine Kennlinie entsprechend der Kurve 710 in Fig. 7a hat, zu einem im wesentlichen rechteckförmigen Lichtimpuls, dessen Intensität sich abhängig vom Modulationsstrom zwischen Werten L1 und L2 ändert. Die gestrichelt gezeichnete Wellenform 732 in Fig. 7c zeigt das Ausgangslicht für den Fall, daß der Strom 726 einer Laserdiode angelegt wird, welche die modifizierte Kennlinie 720 nach Fig. 7a hat. Wie zu erkennen, ist hier der Spitzenwert des Ausgangslichts von L1 auf L3 vermindert. Außerdem sind die Vorderflanken der Lichtquelle etwas verzögert, weil die Ausschläge des Modulationsstroms I_M hier durch den Knick der modifizierten Kennlinie 720 nach Fig. 7a gehen. Die verminderte Lichtintensität der Wellenform 732 und die verzögerten Übergänge sind für ein Kommunikationssystem unzweckmäßig und besonders unerwünscht im Falle hoher Datenraten. Weil sich die Lichtintensität geändert hat, könnte man denken, daß eine Erhöhung des Modulationsstroms I_M eine geeignete Korrekturmaßnahme zur Wiederherstellung der Spitzenintensität des Lichts wäre. Ein solcher Weg ist jedoch wegen thermischer Effekte unzweckmäßig und löst auch nicht das Problem der verzögerten Übergänge im Datensignal. Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßiger ist, Änderungen in der Umwandlungskennlinie durch Justierung des Vorstroms I_B zu korrigieren.

Das in Fig. 8 dargestellte Schaltbild zeigt Einzelheiten des Vorstromschalters 636 und des Modulatorschalters 642 der Anordnung nach Fig. 6. Einander entsprechende Teile sind in der Fig. 8 mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in Fig. 6. Gemäß der Fig. 8 enthält der Modulatorschalter 642 zwei Bipolartransistoren 810 und 812, deren Emitter mit der Leitung 641 gekoppelt sind, um den Modulationsstrom I_M von der Stromquelle 638 der Fig. 6 zu empfangen. Der Kollektor des Transistors 810 ist über einen Widerstand 814 mit einem Bezugspotential (als Masse dargestellt) verbunden, und der Kollektor des Transistors 812 ist über die Leitung 612 an die Kathode der Laserdiode 610 angeschlossen. Die Daten werden von der Leitung 524 über den nicht-invertierenden Ausgang eines Verstärkers 816 auf die Basis des Transistors 812 gekoppelt und über den invertierenden Ausgang des Verstärkers 816 an die Basis des Transistors 810 gelegt, ohne merkliche Relativverzögerung. Durch diese Anordnung werden die Transistoren 810 und 812 als Antwort auf Übergänge des Datensignals abwechselnd eingeschaltet, so daß, wenn der Transistor 810 seinen Leiterzustand mit dem Transistor 812 abwechselt, der Strom I_M jeweils von der Last 814 auf die Leitung 612 umgeschaltet wird.

Der in Fig. 8 gezeigte Vorstromschalter 636 enthält ebenfalls zwei emittergekoppelte Bipolartransistoren 820 und 822, die mit der Leitung 635 verbunden sind, um den Vorstrom I_B von der Stromquelle 636 der Fig. 6 zu empfangen. Der Kollektor des Transistors 820 ist mit einem Lastwiderstand 824 verbunden, und der Kollektor des Transistors 822 ist an die Leitung 612 angeschlossen. Das Steuersignal wird von der Leitung 644 über den nicht-invertierenden Ausgang eines Verstärkers 826 auf die Basis des Transistors 822 gekoppelt und über den invertierenden Ausgang des Verstärkers 826 an die Basis des Transistors 820 gelegt. Der Vorstromschalter 636 spricht auf ein über die Leitung 644 zugeführtes Zweipegel-Steuersignal an, um den Strom I_B aus der Quelle 636 abwechselnd zur Last 824 oder zur Leitung 612 durchzuschalten, wenn die Transistoren 820 und 822 abwechselnd eingeschaltet werden.

Die Fig. 9a bis 9f zeigen Datensignale und Vorstrom- Steuersignale sowie die resultierenden Laserströme. In der Fig. 9a stellt die Wellenform 924 einen willkürlichen Datensignalburst dar, der über die Leitung 524 an den Modulatorschalter 642 (Fig. 6) gelegt werde. Der Datenburst 924 beginnt zum Zeitpunkt T2 und reicht bis zu einem Zeitpunkt T3, und die Wellenform 912 in Fig. 9b zeigt den resultierenden Modulationsstrom I_M auf der Leitung 612, dessen Betrag sich zwischen dem Wert Null und einem Wert I_M bewegt. Ein vorlaufendes Vorstrom- Steuersignal 940, das in Fig. 9c gezeigt ist, steigt zu einem Zeitpunkt T1 sprunghaft an, also eine Zeitspanne ΔT vor dem Zeitpunkt des Beginns des ersten Datenimpulses des Bursts 924. Ein verlängertes Vorstrom-Steuersignal, das mit der Wellenform 939 in Fig. 9d gezeigt ist und zur Steuerung des Vorstromschalters 636 (Fig. 6) dient, beginnt ebenfalls zum Zeitpunkt T1, reicht jedoch über den Zeitpunkt T3 hinaus bis zu einem späteren Zeitpunkt T5. Die Fig. 9e zeigt mit der Wellenform 916 den Vorstrom I_B, der aus dem verlängerten Vorstrom-Steuersignal 939 resultiert. Wie gezeigt, folgt der Strom I_B dem Sprunganstieg des verlängerten Vorstrom-Steuersignales 939 zum Zeitpunkt T1 und behält dann einen hohen Pegel bis zum Zeitpunkt T5 bei, der deutlich später als der Endzeitpunkt T3 des Datenbursts 912 liegt. Zu einem Zeitpunkt T4 zwischen den Zeiten T3 und T5 macht der Vorstrom I_B eine sprunghafte Amplitudenänderung, auf die noch näher eingegangen wird. Die Summe des Vorstroms I_B und des Modulationsstroms I_M ist also Gesamt-Laserstrom (I_B + I_M) mit der Wellenform 918 in Fig. 9f dargestellt.

Die Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, das nähere Einzelheiten der automatischen Einstell-Steuerschaltung 632 der Fig. 6 offenbart. Entsprechende Teile sind in der Fig. 10 mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in Fig. 6. Die Anordnung nach Fig. 10 hat zwei Betriebsarten, die einander ähnlich sind. Bei der anfänglichen Einschaltung oder unter Steuerung durch einen Handschalter wird der Vorstrom auf Null eingestellt und beginnt dann anzusteigen, bis er einen vorbestimmten Pegel erreicht. Anschließend wird in einer zweiten Betriebsart eine Justierung auf den gewünschten Vorstrom vorgenommen, und zwar nach jeder Datensendung. In der Anordnung nach Fig. 10 ist ein Impulsgenerator 1010 vorgesehen, dessen Ausgangsgröße auf hohen Logikpegel wechselt, wenn die Versorgungsspannung einen geeigneten Wert nach dem anfänglichen Einschalten erreicht. Dieser hohe Logikpegel wird an ein UND-Glied 1012 gelegt. Ein zweiter Eingang des UND-Gliedes empfängt das Sperrsignal, das über die Leitung 628 vom Temperaturregler 626 der Fig. 6 kommt. Das UND-Glied 1012 ist gesperrt, bis das Sperrsignal auf hohen Logikpegel geht. Wenn der Temperaturregler ein "hohes" Sperrsignal erzeugt, was anzeigt, daß sich die Temperatur der Laserdiode stabilisiert hat, koppelt das UND-Glied 1012 einen hohen Logikpegel über ein ODER-Glied 1014 zum Setzeingang (S) eines RS-Flipflops 1016 und zu den Löscheingängen zweier umkehrbarer 4-Bit- Zähler 1022 und 1024. Der Q-Ausgang des Flipflops 1016 ist über ein ODER-Glied 1030 mit der Leitung 644 gekoppelt, um den Vorstromschalter 636 (Fig. 6) einzuschalten, ferner ist der besagte Q-Ausgang mit einem Eingang eines UND-Gliedes 1018 verbunden. Das UND-Glied 1018 empfängt Taktimpulse von einem Taktoszillator 1020. Wenn die Zähler 1022 und 1024 gelöscht sind, ist der an die Laserdiode 610 (Fig. 6) gelegte Vorstrom gleich Null, womit das Ausgangslicht ebenfalls gleich Null ist. Wie noch beschrieben werden wird, bewirkt dies, daß die umkehrbaren Zähler 1022 und 1024 zur Vorwärtszählung aktiviert werden.

Das UND-Glied 1018 wird durch das Ausgangssignal des Flipflops 1016 aktiviert und läßt Taktimpulse vom Oszillator 1020 über ein ODER-Glied 1026 zu den Takteingängen der Zähler 1022 und 1024 durch. Die über das UND-Glied 1018 und das ODER-Glied 1026 durchgelassenen Taktimpulse erhöhen den Zählerstand in den Zählern 1022 und 1024 fortschreitend. Die Zählwerte der Zähler 1022 und 1024 werden auf einen Digital/Analog- Wandler (D/A-Wandler) 1028 gegeben, der daraufhin eine quantisierte Analogspannung auf der Leitung 633 erzeugt, die mit der Zeit ansteigt. Diese Analogspannung auf der Leitung 633 bewirkt eine Erhöhung des von der Stromquelle 634 (Fig. 6) erzeugten Vorstroms. Der von der Stromquelle 634 der Fig. 6 gelieferte Vorstrom wird über den eingeschalteten Vorstromschalter 636 der Fig. 6 gekoppelt, um einen erhöhten Vorstrom in der Laserdiode 610 fließen zu lassen. Wie erwähnt, wird hieraufhin vom Vorverstärker 630 ein Signal geliefert, das die Stärke des von der Monitor-Fotodiode 618 (Fig. 6) empfangenen Lichts repräsentiert.

Wenn sich der Zählwert der Zähler 1022 und 1024 fortschreitend erhöht und der von der Stromquelle 634 (Fig. 6) durch die Laserdiode 610 geschickte Vorstrom ebenfalls anzeigt, erzeugt die Laserdiode 610 immer stärkeres Licht, von dem ein Teil zur Monitor-Fotodiode 618 gekoppelt wird. Diese Fotodiode 618 erzeugt ein Signal, das im Verstärker 630 verstärkt und anschließend über die Leitung 631 auf einen Eingang eines Vergleichers 1032 (Fig. 10) gegeben wird. Der Vergleicher 1032 vergleicht das von der Leitung 631 empfangene Signal mit einer Referenzspannung aus einer Vorstrom-Referenzsignalquelle 1034. Wenn die Stärke des von der Laserdiode 610 erzeugten Lichts demjenigen Wert entspricht, der als die Lichtstärke für korrekten Kniestrom bekannt ist, ist das am Vergleicher 1032 von der Leitung 631 empfangene Signal gleich dem von der Quelle 1034 erzeugten Referenzsignal. Zu diesem Zeitpunkt macht das Ausgangssignal des Vergleichers 1032 einen Wechsel, der an den Rücksetzeingang R des Flipflops 1016 übertragen wird. Das Flipflop 1016 wird daraufhin zurückgesetzt, und sein Q-Ausgang sperrt das UND-Glied 1018, wodurch das Fließen von Taktimpulsen aus dem Oszillator 1020 zu den Zählern 1022 und 1024 gestoppt wird und außerdem der Vorstromschalter 636 (Fig. 6) ausgeschaltet wird. Beim Ausbleiben weiterer Taktimpulse bleiben die Zählwerte der Zähler 1022 und 1024 fest und bilden eine Digitaldarstellung des Wertes des Vorstroms, der von der Laserdiode 610 gefordert wird, wenn sie am Knick ihrer Kennlinie arbeiten soll. Die beschriebene Einstellung des Vorstroms kann auch eingeleitet werden, indem man das Flipflop 1016 über einen handbetätigten Druckknopfschalter 1099 setzt.

Der Rest der in Fig. 10 gezeigten Schaltungen erzeugt ein verlängertes Vorstrom-Steuersignal und bewirkt, daß am Ende jeder Datensendung ein einzelner Taktimpuls an die Zähler 1022 und 1024 gelegt wird, um eine einschrittige Korrektur des Knickpunkt-Vorstroms zu bewirken. Das vorlaufende Steuersignal 940 nach Fig. 9 wird über eine Leitung 640 an einen Eingang eines ODER-Gliedes 1038 (Fig. 10) und an den Triggereingang eines monostabilen Multivibrators (Univibrator) 1040 gelegt. Wie es oben erwähnt wurde und ausführlicher noch beschrieben wird, nimmt das vorlaufende Steuersignal 940 kurze Zeit vor dem Beginn der Datensendung einen hohen Logikpegel an. Das vorlaufende Steuersignal wird über das ODER-Glied 1038 an das ODER-Glied 1030 gelegt, um den Vorstromschalter 636 (Fig. 6) leitend zu machen, damit er Vorstrom an die Laserdiode 610 liefert, um sie bereit zur Datensendung zu machen. Der Betrag des Vorstroms wird durch den in den Zählern 1022 und 1024 gespeicherten Zählwert bestimmt. Wie ebenfalls bereits erwähnt, endet das vorlaufende Vorstrom-Steuersignal 940 gleichzeitig mit dem letzten Datenimpuls. Der negativ gerichtete Übergang an der Rückflanke des Impulses 940 triggert den Univibrator 1040, um den bei 1042 in Fig. 10 gezeigten Impuls zu erzeugen, der an einen anderen Eingang des ODER-Gliedes 1038 gelegt wird. Der Impuls 1042 hält den Ausgang des ODER-Gliedes 1038 auf hohem Logikpegel für eine Zeitdauer, die so gewählt ist, daß sich die Vorstromschaltungen nach der Datensendung beruhigen können. Diese Zeitdauer beträgt ungefähr 400 Nanosekunden. Die negativ gerichtete Rückflanke des Impulses 1042 steuert einen weiteren Univibrator 1044 an, der daraufhin einen anderen Impuls erzeugt, wie er mit 1046 in Fig. 10 gezeigt ist und dessen Dauer ungefähr 400 Nanosekunden beträgt. Dieser Impuls wird ebenfalls an einen Eingang des ODER-Gliedes 1038 gelegt, um die Dauer des Impulses 940 weiter zu verlängern und damit auf der Leitung 1039 das verlängerte Vorstrom-Steuersignal zu erzeugen (als Impuls 939 in Fig. 10 dargestellt). Der Impuls 1046 wird außerdem über das ODER-Glied 1026 an die Takteingänge der Zähler 1022 und 1024 gelegt. Die Vorderflanke des Impulses 1046 taktet die Zähler 1022 und 1024 und bewirkt, daß sich deren Zählwert um 1 erhöht oder vermindert, was einem Bit entspricht. Die Richtung dieses Zählschrittes wird dadurch bestimmt, welchen Zustand das Ausgangssignal des Vergleichers 1032 im Augenblick dieser Zählung hat. Falls der Ausgang des Vergleichers 1032 anzeigt, daß die Stärke des von der Laserdiode erzeugten Lichts niedrig ist, stellt ein Vorwärts/Rückwärts-Decoder 1036 die Zähler 1022 und 1024 so ein, daß sie den Zählwert erhöhen. Zeigt der Vergleicher 1032 an, daß zu viel Licht erzeugt wird, dann stellt der Decoder 1036 die Zähler 1032 und 1034 auf Verminderung des Zählwertes ein. Somit werden nach jeder Datensendung die Zähler 1022 und 1024 einmal getaktet, um den Zählwert zu erhöhen oder zu vermindern und dadurch den Vorstrom um ein Bit zu vergrößern oder zu verringern, je nachdem, in welchem Sinne die Vorstromänderung zur Erzielung des richtigen Knickpunktstroms erfolgen muß.

Die Fig. 11 zeigt die Quelle für das vorlaufende Vorstrom- Steuersignal und für das Datensignal. In der Fig. 11 sind entsprechende Elemente mit denselben Bezugszahlen bezeichnet wie in den anderen Figuren. Gemäß der Fig. 11 empfängt die Datenverarbeitungseinrichtung 520 Daten über die Leitung 522 vom Datenempfänger 516 der Fig. 5 und legt sie an einen zentralen Datenprozessor 1100. Der Prozessor 1100 prüft die Adresse der empfangenen Signale, ignoriert die an andere Knoten adressierten Nachrichten, spricht auf die an seinen eigenen Knoten adressierten Nachrichten an und erkennt die das Ende der Sendung anzeigenden Teile der ankommenden Nachrichten, um zu entscheiden, wann seine eigene Sendung stattfinden soll. Alles dies geschieht in an sich bekannter Weise. Der Prozessor 1100 erzeugt gleichzeitig zu sendende Daten auf einer Leitung 1102 und das vorlaufende Vorstrom-Steuersignal 940 auf einer Leitung 640. Die zu sendenden Daten gelangen von der Leitung 1102 auf ein Verzögerungselement 1110, das eine Zeitverzögerung ΔT bewirkt, um auf der Leitung 524 Daten zu erzeugen, die eine Zeitspanne ΔT nach dem Beginn des vorlaufenden Vorspannungs-Steuersignals beginnen. Die verzögerten Daten auf der Leitung 524 und das vorlaufende Signal auf der Leitung 640 werden an den Modulatorschalter 642 nach Fig. 6 bzw. an die Steuerschaltung 632 nach Fig. 6 gelegt.

Die Fig. 12 zeigt eine alternative Schaltungsanordnung, die zur Realisierung der Einstell-Steuerschaltung 632 nach Fig. 6 verwendet werden kann. In der Anordnung nach Fig. 12 geschieht die anfängliche Einstellung des Vorstroms mittels eines Festwertspeichers (ROM), der mit einem Wort vorprogrammiert ist, das den gewünschten Knickstrom repräsentiert. Die Fig. 12 ist ähnlich der Fig. 10, und entsprechende Elemente sind auch mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in Fig. 10. Im Falle der Fig. 12 sind die Zähler 1022 und 1024 Bausteine vom Typ SNLS139, die parallele Eingabe-Befehlseingänge 1210 und parallele Ladeeingänge 1212 haben. Ein Festwertspeicher (ROM) 1202 speichert eine 8-Bit-Zahl, die den gewünschten Wert des Vorstroms bei der Temperatureinstellung des Temperaturreglers 626 (Fig. 6) zum Zeitpunkt der Herstellung der Einheit repräsentiert. Diese 8-Bit-Zahl wird vom ROM 1202 über Leitergruppen 1214 und 1216 (4 Bits pro Leitergruppe) an die parallelen Eingänge 1212 der Zähler 1022 bzw. 1024 gelegt. Mit dem Ausgang des UND-Gliedes 1012 ist ein monostabiler Multivibrator (Univibrator) 1201 gekoppelt. Entweder bei oder nach dem anfänglichen Einschalten, wenn das Sperrsignal auf der Leitung 628 auf hohen Logikpegel geht, wie es in Verbindung mit Fig. 10 beschrieben wurde, erzeugt das UND-Glied 1012 einen Impuls, der über die Leitung 1098 die Zähler 1022 und 1024 löscht und der ferner den Univibrator 1201 in seinen astabilen Zustand triggert. Einen Augenblick später erzeugt der Multivibrator 1201 einen Impuls, der auf die Eingänge 1210 der Zähler 1022 und 1024 gegeben wird, um die Paralleleingabe zu aktivieren, woraufhin das im ROM 1202 gespeicherte Wort in die Zähler 1022 und 1024 eingegeben wird. Anschließend werden die Zähler 1022 und 1024 nach jeder Datensendung um ein Bit vor- oder zurückgeschaltet, wie es in Verbindung mit Fig. 10 beschrieben wurde. Ein Nachteil der Anordnung nach Fig. 12 besteht darin, daß das im ROM 1202 gespeicherte Wort fortschreitend weniger repräsentativ für den korrekten Knickstrom wird, wenn die Laserdiode altert. Dies kann es erfordern, den ROM 1202 in regelmäßigen Abständen auf den neuesten Stand zu bringen.

Die Fig. 13 zeigt einen anderen Typ eines Lichtleiter- Kommunikationssystems, bei dem die Erfindung angewandt werden kann. Im Falle der Fig. 13 leitet eine Lichtleiterschiene 1310 Nachrichtenverkehr in beiden Richtungen zwischen vielen Knoten, von denen nur zwei dargestellt sind, bezeichnet mit 1320 und 1340. Der Knoten 1320 wird als repräsentativ genommen. An diesem Knoten ist ein Sternkoppler (Sternverzweiger) 1322 mit der Lichtleiterschiene 1310 gekoppelt, er hat einen ersten Lichtleiteranschluß 1324 zur Kommunikation mit demjenigen Abschnitt der Schiene 1310, der rechts vom Knoten 1320 liegt (in der Sicht der Fig. 13), und einen weiteren Lichtleiteranschluß 1326 zur Kommunikation mit denjenigen Teilen der Lichtleiterschiene 1310, die links vom Knoten 1320 liegen. Die Signale von den Anschlüssen 1324 und 1326 werden einem weiteren Sternkoppler 1328 zugeführt, worin sie kombiniert werden, um an Anschlüsse 1329 und 1330 einen Zweirichtungsverkehr mit der Gesamtheit der Lichtleiterschiene 1310 herzustellen. Mit den Anschlüssen 1329 und 1330 ist eine Einrichtung ähnlich derjenigen nach Fig. 5 gekoppelt, worin das Lichtleiterkabel 512 mit dem Anschluß 1329 und das Lichtleiterkabel 514 mit dem Anschluß 1330 verbunden ist.

Neben den vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispielen sind natürlich auch andere Ausführungsformen der Erfindung möglich. Beispielsweise kann die im Lokalnetz übertragene Information Analogdaten wie etwa Videosignale enthalten, entweder amplitudenmoduliert oder pulsmoduliert (Pulsamplitudenmodulation PAM, Pulsbreitenmodulation PWM, Pulsfrequenzmodulation PFM usw.). Da in einem Lokalnetz, das wie beschrieben im Burst-Verfahren betrieben wird, während der Einstellung des Vorstroms keine Signale empfangen werden, kann nach dem Einstellen des Knick-Vorstroms gewünschtenfalls auch der Spitzen-Modulationsstrom automatisch eingestellt werden.

Claims

1. Vorspannungsschaltung zum Liefern eines regelbaren Stromes für eine Laserdiode (610) beim Senden von Impuls paketen mit in Form hoher und niedriger Logikpegel codierten Daten, bei der die Kennlinie der Laserdiode zwischen Null und einem Knickpunkt (716) einen ersten Bereich (712) lang samen Anstiegs der Lichtemission mit ihrem Erregerstrom, in dem die Laserdiode beim Auftreten niedriger Datenlogik pegel mit einem Vorstrom (I_B) betrieben wird, und einem sich an den Knickpunkt anschließenden, bis zu einem Maximalstrom (I_P) reichenden zweiten Bereich (714) schnellen Lichtan stiegs, in dem die Laserdiode beim Auftreten hoher Datenlogik pegel zusätzlich mit einem Modulationsstrom (I_M) betrieben wird, aufweist,
mit einer einstellbaren Stromquelle (634) zum Bereitstel len sowie einem Schalter (636) zum Zuführen dieses Vorstromes und mit einem Schalter (642) zum Zuführen des Modulations stromes zur Laserdiode, und mindestens einem Speicher (1022, 1034) für den Wert des Vorstromes,
ferner mit einer datengesteuerten Steuerschaltung (520, 640, 632, 644) zum Einschalten des ersten Schalters für den Vor strom (Vorstromschalter 636) während der Sendeintervalle und des zweiten Schalters (Modulationsstromschalter 642) für den Modulationsstrom während hoher Datenlogikpegel,
und mit einem zwischen die Laserdiode und die erste Strom quelle geschalteten Rückkopplungszweig, der einen photo elektrischen Wandler (618) und eine Einstellschaltung (632) zum Einstellen des Vorstromes auf einen Knickpunkt-Sollwert in Abhängigkeit vom Vergleich des von dem photoelektrischen Wandler erzeugten Helligkeitssignals mit einem Bezugswert für die Lichtemission im Knickpunkt enthält,
und mit einer Zeitsteuerschaltung zum Erzeugen von Zeit steuersignalen für die datengesteuerte Steuerschaltung und die Einspeicherung des eingestellten Vorstromwertes, dadurch gekennzeichnet,
daß die datengesteuerte Steuerschaltung (632) bei Zuführung eines in seiner Länge durch die Länge eines Impulspaketes (924) bestimmten Zeitsteuersignales (940) ein um ein zusätz liches Zeitintervall (T₃ bis T₅) längeres Einschaltsignal (939) an den Vorstromschalter (636) liefert und daß die Knickpunkt-Sollwerteinstellung des Vorstroms (I_B) in diesem zusätzlichen Zeitintervall (T₃ bis T₅) im Anschluß an eine Impulspaketsendung erfolgt.

2. Vorspannungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die einstellbare Stromquelle (634) digital steuerbar ist.

3. Vorspannungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die das Einschaltsignal (939) erzeugende Schal tung folgendes aufweist:

- einen mit der Quelle (516) der Impulsrakete (924) gekoppel ten Steuersignalerzeuger (520) zur Erzeugung eines gegen die Impulspakete voreilenden (ΔT) Vorstrom-Steuersignals (940 in Fig. 9c), dessen Ende (T3) mit dem Ende eines Impulspaketes zusammenfällt,
- eine mit dem Steuersignalerzeuger (520) gekoppelte Ver längerungsschaltung (1038, 1040, 1044) zum Verlängern des Einschaltsignals um das zusätzliche Zeitintervall (T3 bis T5).

4. Vorspannungsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verlängerungsschaltung einen Impulsgenera tor (1040, 1044), der durch die Rückflanke des voreilenden Vorstrom-Steuersignals getriggert wird und mindestens einen weiteren Impuls erzeugt, und ein ODER-Glied (1038) enthält, dem das voreilende Vorstrom-Steuersignal (940) vom Steuer signalerzeuger (520) und das Ausgangssignal des Impulsgenera tors (1040, 1044) zugeführt wird und das das Einschaltsignal (939) für den Vorstrom-Schalter (636) liefert.

5. Vorspannungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einstellschaltung für die einstell bare Stromquelle (634) folgendes aufweist:

- eine umkehrbare Zählschaltung (1020, 1018, 1026, 1022, 1024, 1036, 1028) mit einem Takteingang (1020), einem Vorwärts/ Rückwärts-Steuereingang (1036) und einer Ausgangsstufe (1028), an der das die Größe des Vorstroms bestimmende Signal entsteht,
- eine Vergleichsschaltung (1032, 1034), die mit der Laser diode und dem Vorwärts/Rückwärts-Steuersignal gekoppelt ist und die Ausgangslichtleistung der Laserdiode mit einem Sollwert vergleicht und die ein Vorwärts- bzw. Rückwärts- Steuersignal erzeugt, wenn die Ausgangslichtleistung der Laserdiode geringer bzw. höher ist als der Sollwert,
- und ein mit dem Impulsgenerator (1040, 1044) und dem Takt eingang (1020) verbundenes ersten Impulskoppelglied (1026) zur Taktung der umkehrbaren Zählschaltung beim Auftreten des weiteren Impulses derart, daß die Zählschaltung nach jedem Impulspaket (924) ihren Zählwert um ein Bit ändert.

6. Vorspannungsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß mit der umkehrbaren Zählschaltung ein Anfangswert-Einsteller (1010, 1012, 1014, 1099) gekoppelt ist, mit Hilfe dessen das die Größe des Vorstromes bestimmende Signal außerhalb des Auftretens des weiteren Impulses ein stellbar ist.

7. Vorspannungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anfangswert-Einstellschaltungen folgen des aufweist:

- einen Anfangsimpuls-Generator (1010, 1099 usw.) zur Er zeugung eines Anfangsimpulses außerhalb des Auftretens des weiteren Impulses,
- ein an den Anfangsimpuls-Generator angeschlossenes zweites Impulskoppelglied (1014) zur Lieferung eines Löschsignals an die umkehrbare Zählschaltung, um das die Größe des Vor stroms bestimmenden Signals gleich Null zu machen,
- ein rücksetzbares Flipflop (1016), dessen Setzeingang von dem Anfangsimpuls-Generator ein Anfangsimpuls zur Erzeugung eines Anfangs-Torsteuersignals zuführbar ist,
- einen torgesteuerten Taktgeber (1020), der mit dem Flipflop und dem Takteingang der umkehrbaren Zählschaltung gekoppelt ist und dieser während des Anfangs-Torsteuersignals Takt signale zuführt,
- eine mit dem Flipflop (1016) und dem ODER-Glied (1038) ver bundenes drittes Impulskoppelglied (1030), dem das Anfangs- Torsteuersignal zuführbar ist zur Erzeugung des Einschalt signals, wobei die einstellbare Stromquelle zu wenig Vor strom liefert, um die Laserdiode eine Lichtleistung vom Sollwert abgeben zu lassen, so daß die Vergleichsschaltung infolgedessen die Zählschaltung auf Vorwärtszählung ein stellt,
- und eine die Vergleichsschaltung mit dem Rücksetzeingang des Flipflops verbindende Koppelschaltung zur Zuführung eines Rücksetzsignals, wenn die Lichtleistung der Laser diode dem Sollwert entspricht, so daß das Anfangs-Tor steuersignal endet, der torgesteuerte Taktgeber (1020) un wirksam wird und die umkehrbare Zählschaltung das die Größe des Vorstroms bestimmende Signal speichert.

8. Vorspannungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangswert-Einstellschaltung einen Speicher (1202) zur Speicherung eines Sollwertsignals für Vorstrom und eine Vorstellschaltung (1201) enthält, die mit dem Speicher und mit der umkehrbaren Zählschaltung ge koppelt ist, um diese in einen Zustand voreinzustellen, in welchem das die Größe des Vorstroms bestimmende Signal dem Sollwert entspricht.

9. Vorspannungsschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreinstellschaltung folgendes aufweist:

- einen Anfangsimpuls-Generator (1012 usw.) zur Erzeugung eines Anfangsimpulses außerhalb des Auftretens des weite ren Impulses,
- eine mit dem Anfangsimpuls-Generator und der umkehrbaren Zählschaltung (1022, 1024) verbundene Koppelschaltung (1098) zur Zuführung des Anfangsimpulses zur Zählschaltung, um deren Zählerstand zu löschen,
- eine den Speicher mit der umkehrbaren Zählschaltung (1022, 1024) verbindende weitere Koppelschaltung (1214, 1216) zur Zuführung des Sollwertsignals,
- und eine Verzögerungseinrichtung (1201), die zwischen dem Anfangsimpuls-Generator und der umkehrbaren Zählschaltung liegt und diese zu einem Zeitpunkt nach dem Anfangsimpuls auf den Sollwert für den Vorstrom voreinstellt.