DE3789626T2

DE3789626T2 - Wellenleiterübertragungssystem.

Info

Publication number: DE3789626T2
Application number: DE3789626T
Authority: DE
Inventors: Thomas Edward Darcie; Matthew Stephen Whalen
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1986-02-20
Filing date: 1987-02-11
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2007-02-12
Also published as: EP0234804B1; JP2710307B2; EP0234804A2; DE3789626D1; US4730888A; EP0234804A3; CA1256172A; JPS62200832A; KR870008400A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wellenleiter- Kommunikationssystem oder -Netzwerk gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Wellenleiter-Kommunikationssysteme können als Kommunikationssysteme definiert werden, in denen ein zu übertragendes Signal entlang einer Lichtwellen- Leiteinrichtung oder elektromagnetischen Leiteinrichtung übertragen wird. In derartigen Systemen wächst die Verwendung der Lichtwellenkommunikation sowohl in örtlichen wie auch Fern-Übertragungssystemen schnell, obwohl jeder der Systemtypen Vor- und Nachteile in bestimmten Bereichen der Nachrichtenübertragung aufweist. Typische örtliche Kommunikationssysteme sind örtliche Netzwerke (LAN), die verschiedene Lichtwellenkonfigurationen umfassen können, um Daten- und/oder Sprachübertragungen unter Verwendung gemeinsamer Hilfsmittel zu verarbeiten. Dazu wird beispielsweise auf den Aufsatz "A Local Area Network Architecture Overview" von C. D. Tsao in IEEE Communications Magazine, Band 22, Nr. 8, August 1984, Seiten 7-11, und "Optical Fibers in Local Area Networks" von M. R. Finley Jr. in IEEE Communications Magazine, Band 22, Nr. 8, August 1984, Seiten 22-35, verwiesen. Typische, mit Verstärkern versehene Lichtwellensysteme können z. B. als LAN vom Bustyp mit entlang des Busses angeordneten Verstärkern zur Signalverstärkung, als ein Bus oder als LAN vom Baumtyp, bei dem eine Netzwerk-Endeinheit ein von einem Bus in einer Richtung empfangenes Signal auf dem gleichen Bus zurück überträgt oder auf einem anderen Bus in einer zweiten Richtung weiterleitet. Innerhalb solcher LANs sind die Benutzer mit den Lichtwellenleiteinrichtungen vom Bustyp des Systems über Lichtwellenrichtungskoppler gekoppelt, um einen Benutzer dieses Systems in die Lage zu versetzen, Lichtwelleninformationssignale zu einem anderen Benutzer zu übertragen oder von einem anderen Benutzer des Systems zu empfangen, und zwar über miteinander verbundene Lichtwellenleiteinrichtungen vom Bustyp.
Eine stärkere Einschränkung der zulässigen Anzahl von Benutzern eines Lichtwellen- oder elektromagnetischen Systems vom Bustyp, wie ein solches örtliches Netzwerk (LAN), wird durch die abgezweigte Leistung und die Überschußdämpfung jedes Lichtwellen- oder elektromagnetischen Richtungskopplers bewirkt. Aus diesem Grund erscheint die "Stern"-Topologie, die einen komplizierten Sternkoppler und die Verwendung übermäßiger Anteile von Lichtwellenleiteinrichtungen erfordert, oder regenerative "aktive" Netzwerke relativ attraktiv. Das verbleibende Problem der bekannten Wellenleiter- Kommunikationssysteme besteht darin, sie für mehr Knoten oder Benutzer als bisher verfügbar zu machen, wobei der Vorteil einer einfachen Empfängerausführung durch Verwendung eines beschränkten dynamischen Arbeitsbereich erreicht wird.
Hierzu wird verwiesen auf J. O. Limb et al. in IEEE International Conference on Communications, Amsterdam, 14.-17. Mai 1984, Band 3, Seiten 1130-1136, IEEE, New York, USA: "On fiber optics taps for local area networks" und IEEE Global Telecommunications Conference, New Orleans, Louisiana, 2.-5. Dezember 1985, Band 3, Seiten 1190-1195, IEEE, New York, USA: "Passive unidirectional bus networks using optical communications". Dort wird vorgeschlagen, Anzapfungen mit unterschiedlichen Kopplungskoeffizienten zu verwenden, so daß Anzapfungen näher der Endeinheit Signale mit geringerem Wirkungsgrad entnehmen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der in den Ansprüchen offenbarten Erfindung wird eine erhöhte Anzahl von Knoten erzielt.
Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, ein Wellenleiter-Kommunikationssystem oder -Netzwerk verfügbar zu machen, das eine Netzwerk-Endeinheit aufweist, die Wellenleiterübertragungen von jedem Knoten oder Benutzer des Systems über einen Wellenleiterweg empfängt und/oder Wellenleitersignale zu den Knoten oder Benutzern des Systems entlang eines Wellenleiterweges vom Bustyp überträgt. In einem derartigen System ist jeder Benutzer mit dem Wellenleiterweg über einen separaten Richtungskoppler gekoppelt, der gegenüber den anderen Richtungskopplern einen getrennten Koppelkoeffizienten aufweist. Der Koppelkoeffizient jedes entlang der Wellenleitereinrichtung angeordneten Richtungskopplers ist relativ zu der Anzahl der Koppler zwischen einem Koppler und der Netzwerk-Endeinheit derart erhöht, daß
(a) die Netzwerk-Endeinheit im wesentlichen den gleichen minimalen Leitungspegel von jedem Benutzer empfängt und/oder
(b) jeder Benutzer im wesentlichen den gleichen minimalen Leistungspegel eines Signals von der Netzwerk-Endeinheit empfängt, um eine vorbestimmte, zulässige Bitfehlerrate zu erzielen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Fig. 1 eine typische Anordnung eines Lichtwellennetzwerks vom "D"-Typ mit Richtungskopplern, die mit verschiedenen, vorbestimmten Koppelkoeffizienten optimiert sind,
Fig. 2 eine examplarische Anordnung einer Netzwerk- Endeinheit zur Verwendung in dem System gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 eine Tabelle zur Veranschaulichung der Ergebnisse für nmax in Gleichung (3), und zwar für optimierte und nicht optimierte Netzwerke.

Spezielle Beschreibung

Gemäß der Erfindung ist ein Wellenleiter- Kommunikationssystem oder -Netzwerk vom Bustyp vorgesehen, das die Optimierung der Richtungskoppler des Systems oder Netzwerks ermöglicht, um eine beträchtliche Erhöhung der zulässigen Anzahl der Knoten und Benutzer des Systems oder Netzwerks gegenüber den bekannten Wellenleiter- Kommunikationssystemen oder -Netzwerken bereitzustellen. Die nachfolgende Beschreibung der Erfindung ist auf die Optimierung des bekannten Lichtwellennetzwerks vom "D"-Typ gerichtet. Diese Beschreibung dient jedoch nur Erläuterung und nicht zur Beschränkung auf derartige Netzwerke vom "D"- Typ. Die Prinzipien der nachfolgend dargelegten Erfindung können vielmehr auf andere Typen von Kommunikationssystemen oder Netzwerken für Lichtwellen oder Mikrowellen angewendet werden, die mehr als einen Wellenleiterrichtungskoppler entlang einer Wellenleitereinrichtung vom Bustyp aufweisen.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines examplarischen Kommunikationsnetzwerks vom "D"-Typ, in dem die Erfindung verwendet werden kann, die jedem einer Vielzahl von N Benutzern des Netzwerks erlaubt, mit einem anderen oder mit anderen Personen oder Einrichtungen, die über ein externes Kommunikationsnetzwerk mit dem vorliegenden Netzwerk erreichbar sind, zu kommunizieren. Jedem Benutzer 1-N ist ein getrennter Sendeempfänger 10&sub1; bis 10N mit jeweils einem Sender 11 und einem Empfänger 12 zugeordnet. Die Ausgänge der Sender 11 der Sendeempfänger 10&sub1; bis 10N sind über Lichtwellenrichtungskoppler 14&sub1; bis 14N mit einer Lichtwellenleiteinrichtung 13, wie z. B. einem Lichtleiter, verbunden. Für Wellenleiter-Mikrowellensysteme oder -Netzwerke würden die Leiteinrichtungen 13 und 16 im allgemeinen rechtwinklige oder kreisförmige Wellenleiter aufweisen, und die Richtungskoppler 13 und 16 würden entsprechende Richtungskoppler vom Wellenleitertyp umfassen. Jeder der Lichtwellenrichtungskoppler 14i in der Lichtwelleneinrichtung gemäß Fig. 1 ist so angeordnet, um von dem zugeordneten Sender 11 übertragene Lichtwelleninformationssignale in die Lichtwellenleiteinrichtung 13 zur Weiterleitung zur Netzwerk-Endeinheit 15 einzukoppeln. Gemäß der Erfindung weist jeder Lichtwellenrichtungskoppler 14&sub1; bis 14N einen getrennten Koppelkoeffizienten auf, der von der Anzahl der Koppler 14 zwischen einem Koppler und der Netzwerk- Endeinheit aufweist. Der Grund für diese Maßnahme wird nachstehend noch im einzelnen erläutert.
Die Funktion der Netzwerk-Endeinheit 15 besteht darin, daß von jedem Sender 11 auf einer Lichtwellenleiteinrichtung 13 empfangenes Signal in getrennten Kanälen oder Zeitlagenperioden weiterzuleiten, und zwar entweder
(a) zu einer Lichtwellenleiteinrichtung 16 für irgendwelche örtlichen Gespräche innerhalb des Netzwerks oder
(b) nach Durchführung irgendwelcher notwendiger Verarbeitungen über die Leiteinrichtung 18 zu dem externen Kommunikationsnetzwerk.
Das Ausgangssignal von der Netzwerk-Endeinheit 15 ist unter Weiterleitung auf der Lichtwellenleiteinrichtung 16 über Lichtwellenrichtungskoppler 17&sub1; bis 17N zu den Empfängern 12 der entsprechenden Sendeempfänger 10&sub1; bis 10N gerichtet.
Jeder der Richtungskoppler 17&sub1; bis 17N wie der Koppler 14&sub1; bis 14N weist gemäß der Erfindung einen getrennten Koppelkoeffizienten auf, der von der Anzahl der Koppler 17 zwischen diesen Koppler und der Netzwerk-Endeinheit 15 abhängt. Der Grund hierfür wird nachstehend noch im einzelnen erläutert.
Die Empfänger 12 in den Sendeempfängern 10&sub1; bis 10N sind dazu vorgesehen, die von der Lichtwellenleiteinrichtung 16 ausgekoppelten Signale zu empfangen und zu erfassen und nur die für den zugeordneten Benutzer bestimmte Information geeignet zu bearbeiten, bevor sie zu dem zugeordneten Benutzer übertragen wird. Die lineare Anordnung der Lichtwellenleiteinrichtungen 13 und 16, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, ist lediglich zur Vereinfachung der Erläuterung des vorliegenden Lichtwellenkommunikationsnetzwerks vorgesehen. Es ist ferner anzumerken, daß in tatsächlich ausgeführten Lichtwellenleiteinrichtungen 13 und 16 wahrscheinlich meistens z. B. Lichtwellen-Kombinierer bzw. -Teiler vorgesehen sind, um fakultativ Lichtwellenwege in einem Verteilungssystem vom Baumtyp bereitzustellen. In einer solchen Anordnung würde jeder Lichtwellenweg ein einer mehrere Lichtwellenrichtungskoppler 14 und 17 wie dargestellt aufweisen; z. B. in Fig. 1 für Benutzer 1, 2 und N, für die ein Lichtwellenkoppler verwendet wird, um jede Lichtwellenleiteinrichtung 13 oder 16 anzukoppeln; oder für Benutzer 3, bei denen Lichtwellenrichtungskoppler 14&sub3; und 17&sub3; vorgesehen sind, um Lichtwellen zusammenzufassen bzw. aufzuteilen, und zwar zwischen der Lichtwellenleiteinrichtung 13 bzw. 16 und der Baum- Unterverzweigung, während die Richtungskoppler 14&sub3; und 17&sub3; die Unterverzweigung mit dem Benutzer 3 koppeln.
Nachfolgend wird die Betriebsweise des Netzwerks vom "D"-Typ gemäß Fig. 1 erläutert. Jeder Sendeempfänger 10 überträgt Lichtwellensignale über den Sender 11, den Lichtwellenrichtungskoppler 14 und die Lichtwellenleiteinrichtung 13 zu der Netzwerk-Endeinheit 15 und erwartet die Signale, die von der Netzwerk-Endeinheit 15 über die Lichtwellenleiteinrichtung 16, den Lichtwellenrichtungskoppler 17 und den Empfänger 12 ankommen. Wenn z. B. der Benutzer 1 mit dem Benutzer N zu kommunizieren wünscht, dann überträgt der Benutzer 1 über den Sender 11 des Sendeempfängers 14&sub1; zunächst die Lichtwellensignalinformation über den Lichtwellenkoppler 14&sub1; und die Lichtwellenleiteinrichtung 13 zu der Netzwerk- Endeinheit 15, die dann die Information über die Lichtwellenleiteinrichtung 16, den Lichtwellenkoppler 17N und den Empfänger 12 des Sendeempfängers 10N zu dem Benutzer N weiterleitet. Die Übertragung von Lichtwellensignalen zwischen den Benutzern des Systems auf den Lichtwellenleiteinrichtungen 13 und 16 kann jede geeignete Technik umfassen, wie z. B. eine Zeitmultiplexzugriffstechnik (TDMA), wobei jeder Benutzung eine freie Zeitlage bei der Einleitung eines Gesprächs unter Verwendung irgendeiner bekannten Technik erhält oder ihm zugeordnet wird, und dann die Verwendung dieser zugeordneten Zeitlage beibehält, bis der doppeltgerichtete Verkehr beendet ist. Eine typische TDMA-Technik, die verwendet werden kann und dafür bekannt ist, eine freie Zeitlage für einen doppeltgerichteten Verkehr in dem System gemäß Fig. 1 verfügbar zu machen, würde darin bestehen, daß z. B. der einem Benutzer, der ein Gespräch wünscht, zugeordnete Sender eine Steuerinformation, welche die Adresse des rufenden und des gerufenen Teilnehmers enthält, in einem speziellen Lichtwellensignalisierungskanal oder einer Zeitlage über den zugeordneten Lichtwellenkoppler 14 und die Lichtwellenleiteinrichtung 13 zu der Netzwerk-Endeinheit 15 überträgt. Die Netzwerk-Endeinheit 15 würde eine solche Steuerinformation zur Gesprächseinleitung empfangen und z. B. jedem Teilnehmer eine freie Zeitlage zuordnen und diese Information sowohl an den ruf enden als auch an den gerufenen Teilnehmer über die Lichtwellenleiteinrichtung 16, den zugeordneten Lichtwellenkoppler 17 und den Empfänger 12 des zugeordneten Sendeempfängers 10 zurückübertragen. Der dem rufenden und dem gerufenen Teilnehmer zugeordnete Sendeempfänger 10 würde dann Pakete von Informationen oder Daten übertragen, die
(a) eine Präambel der Adresse der beiden Teilnehmer und
(b) einen Informationsabschnitt in der dem Sender zugeordneten Zeitlagenperiode enthalten,
und die zugeordnete doppeltgerichtete Gesprächsinformation von dem anderen Teilnehmer in dem zugeordneten Empfänger empfangen, und zwar durch Ermittlung der dem Empfänger entsprechenden Adresse in der Präambel des empfangenen Pakets.
Eine examplarische Anordnung einer Netzwerk- Endeinheit zum Ausüben der vorstehenden Technik ist in Fig. 2 dargestellt. Dort werden sie auf der Lichtwellenleiteinrichtung 13 von einem Fotodetektor 20 empfangen, der die Lichtwellensignale von der Lichtwellenleiteinrichtung 13 in entsprechende elektrische Signale umwandelt. Der Ausgang des Fotodetektors 20 ist von einem getrennten Eingang 23&sub1; einer Tor- (oder Vermittlungs-) Einrichtung 24 abgeschlossen.
Die Toreinrichtung 24 verbindet in geeigneter Weise während jeder Zeitlagenperiode einer TDMA- Rahmenperiode entweder
(a) den Ausgang des Fotodetektors 20 an der Anschlußstelle 23&sub1; entweder
(1) über die Leiteinrichtung 18 mit einem externen Netzwerk,
(2) mit einem Ausgangsanschluß 25 zur Übertragung zum Lichtleiter 16 oder
(3) mit einem Ausgangsanschluß 25&sub2; für die Übertragung zur Steuerung 26;
(b) ein Ausgangssteuersignal von der Steuerung 26 an dem Empfangsanschluß 23&sub2; über die Leiteinrichtung 18 zu einem externen Netzwerk oder dem Ausgangsanschluß zur Übertragung auf den Lichtleiter 16; oder
(c) das von dem externen Netzwerk über die Leiteinrichtung 18 empfangenen Signal zu einem der Ausgangsanschlüsse 25&sub1; oder 25&sub2; zur Weitergabe an den Lichtleiter 16 bzw. die Steuerung 26.
Die Steuerung weist einen Speicher 27 auf, welcher die Programme und Zwischenspeicherinformation speichert, z. B.
(a) zur Verfolgung des Status jeder der Zeitlagenperioden (frei, besetzt) und der Ursprungs- und eventuell der Bestimmungsadresse, die für eine solche Zeitlagenperiode verwendet wird,
(b) zur Verfolgung der Verbindungsfolge, die während jeder TDMA-Rahmenfolge durch die Toreinrichtung 24 hergestellt wird,
(c) Schließen der Wege durch die Toreinrichtung entsprechend der zugehörigen Verbindungsfolge, die während einer Zeitlagenperiode der TDMA-Rahmenfolge hergestellt wird, und
(d) Verarbeiten von Steuersignalen zur Einleitung oder Beendigung eines Gesprächs und Zuteilung freier Zeitlagen bzw. Freigabe verwendeter Zeitlagen, und Übertragung einer solchen Zuteilung oder Beendigung an den zugehörigen Benutzer.
Derartige Funktionen sind allgemein bekannt und können durch Tabellenleseverfahren verwirklicht werden. Die Steuerung 26 kann einen Mikroprozessor oder irgendeine andere Recheneinrichtung umfassen, um die vorstehend aufgeführten Funktionen zu verwirklichen.
Im Falle einer typischen Gesprächseinleitung überträgt der rufende Teilnehmer die Ursprungs- und Bestimmungsadressen über die Lichtwellenleiteinrichtung 13 zu der Netzwerk-Endeinheit 15, in der die Steuerung 26 sie durch den Speicher sequentiell ordnet, um festzustellen, ob die Bestimmungsadresse besetzt ist oder nicht, um, wenn sie nicht besetzt ist, freie Zeitlagen zur Verwendung eines doppeltgerichteten Gesprächs ausfindig zu machen. Wenn der gerufene Teilnehmer besetzt ist oder keine freien Zeit lagen zur Verfügung stehen, dann würde in bekannter Weise ein Besetzt-Ton zum rufenden Teilnehmer zurückgesendet werden. Wenn
(a) die Bestimmungsadresse frei ist und
(b) freie Zeitlagen gefunden werden,
dann überträgt die Steuerung 26 geeignete Steuersignale zu dem ruf enden und dem gerufenen Teilnehmer und schließt den zugehörigen Weg während jeder der zugeteilten Zeitlagenperioden. Es versteht sich von selbst, daß die Information über die Ursprungs- und Bestimmungsadresse zum Einleiten eines Gesprächs oder die Abschlußinformation zum Beenden eines Gesprächs übertragen werden kann
(a) während einer getrennt zugeteilten Zeitlage der TDMA- Rahmenperiode oder
(b) auf einem getrennten gemeinsamen Lichtwellensignalisierungskanal, und zwar von den Sendeempfängern 10&sub1; bis 10N über die Lichtwellenleiteinrichtung 13 oder von dem externen Netzwerk über die Leiteinrichtung 18 zu der Netzwerk- Endeinheit 15.
Es soll nun wieder auf die vorliegende Erfindung und die von ihr aufgezeigte Möglichkeit zurückgegangen werden, die Anzahl der möglichen Benutzer und Knoten in dem Netzwerk gemäß Fig. 1 gegenüber den bekannten Systemen und Netzwerken zu erhöhen, wobei die folgende Annahme zur Erklärung der Erfindung gemacht wird. Wenn
(a) die zum Empfang von der Netzwerk-Endeinheit 15 in die Lichtwellenleiteinrichtung eingekoppelte Lichtwellenleistung die Größe P&sub1; hat,
(b) jeder Empfänger 12 zum Erfassung des empfangenen Signals eine Leistung P&sub3; erfordert, um eine vorbestimmte Bitfehlerrate (BER) zu erzielen, und
(c) die Überschußdämpfung (einschließlich der Spleißdämpfung) in jedem Lichtwellenrichtungskoppler 17 K ist, dann müssen die dem Richtungskoppler 17 entlang der Empfangslichtwellenleiteinrichtung 16 zugeordneten Lichtwellenkoppelkoeffizienten sein:
C&sub1; = P&sub3;/P&sub1;
Die maximale Anzahl der Knoten ist dann:
Wenn in ähnlicher Weise
(a) jeder Benutzersender 11 eine Lichtwellenleistung P&sub1; in eine kurze Lichtwellenleiteinrichtung injiziert und
(b) einige Bruchteile der Leistung P&sub1; von einem zugeordneten Lichtwellenkoppler 14 in eine Übertragungslichtwellenleiteinrichtung 13 eingekoppelt werden, derart, daß eine P&sub3; entsprechende Lichtwellenleistung von jedem Benutzer die Netzwerk- Endeinheit 15 erreicht, dann kommt der gleiche Wert von nmax in Gleichung (3) für den Übertragungsbus 13 zur Anwendung.
Die Werte von nmax gemäß Gleichung (3) sind in der Tabelle von Fig. 3 aufgeführt. Aus dieser Tabelle kann ersehen werden, daß für einen Übertragungsgrenzwert von 30 dB und einer Überschußdämpfung von 0,2 dB die Optimierung entsprechend der vorliegenden Erfindung die Anzahl der Benutzer von 15 auf 48 erhöht, also eine signifikante Verbesserung erbringt. Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie die Vereinfachung der Verstärker 12 zuläßt, da nur ein beschränkter dynamischer Bereich benötigt wird.
Gemäß der Erfindung weist daher jeder der Lichtwellenrichtungskoppler 14&sub1;bis 14N und 17&sub1; bis 17N in dem System oder Netzwerk nach Fig. 1 einen getrennten Lichtkoppelkoeffizienten auf, der von der Anzahl der Koppler von der Netzwerk-Endeinheit an auf den Lichtwellenleiteinrichtungen 13 oder 16 abhängt. Der Koppelkoeffizient jedes Richtungskopplers 14 oder 17 entlang der Lichtwellenleiteinrichtung 13 bzw. 16 ist entsprechend der Anzahl der Koppler von der Netzwerk-Endeinheit an erhöht. Für den Lichtwellenleiter 16 z. B. ist der Koppelkoeffizient jedes Lichtwellenkopplers erhöht, sofern zwischen einem Koppler und der Netzwerk-Endeinheit 15 entlang der Lichtwellenleiteinrichtung 16 mehrere Koppler angeordnet sind, um nach den Verlusten durch die vorhergehenden Koppler auf der Lichtwellenleiteinrichtung einen größeren Anteil der verbleibenden Lichtwellenenergie zuzulassen, die an den zugeordneten Benutzer eingekoppelt werden kann und sicherstellt, daß im wesentlichen ein minimaler, notwendiger Leistungspegel von allen Empfängern 12 empfangen wird. Das ist dahingehend zu verstehen, daß die Größe der von jedem Koppler 17 zu jedem zugeordneten Empfänger 12 ausgekoppelte Leistung lediglich so groß ist, um das an dem zugeordneten Empfänger empfangene Signal mit einer akzeptablen, minimalen, vorbestimmten BER zu erfassen. Dies kann aus der Tatsache ersehen werden, daß der erste Koppler 17&sub1; die gesamte Leistung P&sub1; und der Netzwerk- Endeinheit 15 empfängt und einen geringeren anzukoppelnden Anteil erfordert, um die P&sub3; Leistungsanforderung zur Erfassung zu decken, als z. B. der Koppler 17N, der nur die Leistung P&sub1; empfängt, die um die Verluste in den vorhergehenden Kopplern 17&sub1; bis 17N-1 geringer ist.
In den bekannten Systemen hatten sämtliche Koppler die gleichen Koppelkoeffizienten, die erforderten, daß die Netzwerk-Endeinheit genügend Leistung überträgt, so daß der letzte Benutzer auf der Lichtwellenleiteinrichtung genügend Leistung zur Erfassung des Signals mit der vorbestimmten BER empfangen konnte. Unter dieser Bedingung der bekannten Systeme mußten die Richtungskoppler auf der Empfangswellenleitereinrichtung überall mehr Leistung zur Verfügung haben, als für die zugeordneten Empfänger erforderlich war, um ihre Signale zu erfassen und eine minimale, vorbestimmte BER zu erzielen, bevor der letzte Koppler auskoppelte. Gemäß der Erfindung verbleibt durch Anpassung jedes Kopplers 17, nämlich lediglich die Leistung auszukoppeln, die ein Empfänger zur Erfassung seines Signals mit einer vorbestimmten BER benötigt, mehr Leistung für die fortlaufende Auskopplung nachfolgender Koppler 17, um eine signifikante Erhöhung der Anzahl der in einem System oder Netzwerk möglichen Knoten zuzulassen. Es ist einzusehen, daß die gleichen Überlegungen zur Übertragung auf der Übertragungslichtwellenleiteinrichtung 13 anwendbar sind. Nämlich durch Erniedrigung der Koppelkoeffizienten jedes Richtungskopplers 14 in der Nähe der Netzwerk-Endeinheit wird von jedem Sender die gleiche Leistung an der Netzwerk- Endeinheit 15 empfangen.
Jeder der Lichtwellenkoppler 14 und 17 kann irgendeine geeignete Einrichtung umfassen, welche den gewünschten Koppelkoeffizienten, wie dargestellt, aufweist; z. B. in den US-Patenten 4 336 046, ausgegeben an K. R. Schorre et al. am 22. Juni 1982, und 4 550 974, ausgegeben an K. A. Murphy am 5. November 1985, die sich auf geschmolzene, doppelpolige optische Kegelkoppler beziehen, die selektiv mit einem vorbestimmten Koppelkoeffizienten hergestellt werden können. Eine alternative Anordnung für optische Koppler 14 und 17 sind abstimmbare optische Koppler, wie sie z. B. offenbart sind in dem Aufsatz "Analysis Of A Tunable Single Mode Optical Fiber Coupler" von M. J. F. Digonnet et al. in IEEE Journal of Quantum Electronics, Band QE-18, Nr. 4, April 1982, Seiten 746-754. Entsprechende Koppler können für elektromagnetische Wellenleiter erhalten werden, wie z. B. eine konventionelle Wellenleitersonde mit einer Einrichtung zur Verstärkungseinstellung (z. B. Widerstand), um einen geeigneten Koppelkoeffizienten vorzusehen.
Konfigurationen für die Sender 11 und Empfänger 12 sind bekannt und können irgendwelche bekannten Konfigurationen umfassen, die, abhängig von der Übertragungstechnik, verwendet werden. Obwohl die vorliegende Erfindung zum Zweck der Erklärung und Einfachheit vorstehend nur anhand der TDMA-Technik beschrieben wurde, kann ebenso die FDMA-Technik verwendet werden, bei der die getrennten Kanalsignale Bandbreiten aufweisen, die gleich oder verschieden sein können. Unter Bedingungen, bei denen Kanalbandbreiten verschieden sind, können die Koppelkoeffizienten der Richtungskoppler getrennt eingestellt werden, um die Bandbreite zu berücksichtigen, wodurch eine minimale Signalleistung für die Netzwerk- Endeinheit 15 oder den zugeordneten Empfänger 12 mit einer vorbestimmten BER bereitzustellen. Zum Beispiel ist der Koppelkoeffizient eines Richtungskopplers normalerweise ebenso erhöht wie die Bandbreite des zu übertragenden oder empfangenen Kanals, um eine Signalleistung an die Empfangseinheit zu liefern, die eine vorbestimmte BER bewirkt. Es versteht sich ferner, daß die vorliegende Erfindung bei einem System angewendet werden kann, das entweder eine oder beide Leiteinrichtungen 13 und 16 enthält, wie z. B. ein Rundfunksystem, in dem nur die Leiteinrichtung 16 und die Empfänger 12 verwendet werden.

Claims

1. Wellenleiter-Kommunikationssystem oder -Netzwerk für eine Vielzahl von Benutzern mit

einer Leiteinrichtung (16) zur Weiterleitung von Signalwellen, die in ein erstes Ende der Leiteinrichtung eingeführt werden, und

N Richtungskopplern (17), die im Abstand entlang der Leiteinrichtung angeordnet sind, wobei jeder Koppler getrennt wenigstens einem Benutzer des Systems oder Netzwerks zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Koppler einen getrennten Kopplerkoeffizienten zur Auskopplung aus dem am Koppler in der Leiteinrichtung ankommenden Signal aufweist, und daß der Koppelkoeffizient Cn,n=1,2, . . . N bestimmt ist zu

wobei K die Überschußdämpfung des Richtungskopplers C&sub1; das Verhältnis P&sub3;/P&sub1;, P&sub1; die Höhe der in das erste Ende der Leiteinrichtung eingekoppelten Signalleistung, P&sub3; die minimale Signalleistung, die zur Bereitstellung eines Signals mit einer vorbestimmten Bit-Fehlerrate für den Benutzer und Cn der Koppelkoeffizient des n-ten Richtungskopplers vom ersten Ende aus sind.

2. Wellenleiter-Kommunikationssystem oder -Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem das System oder Netzwerk ferner eine zweite Leiteinrichtung (13) zur Übertragung von Signalwellen von jedem der Vielzahl von Benutzern zu einem ersten Ende der zweiten Leiteinrichtung und eine Vielzahl zweiter Richtungskoppler (14) aufweist, die im Abstand entlang der zweiten Leiteinrichtung angeordnet sind, wobei jeder Richtungskoppler (a) getrennt wenigstens einem Benutzer des Systems oder Netzwerks zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Richtungskoppler einen getrennten Koppelkoeffizienten zur Auskopplung einer gewählten, vorbestimmten Signalleistung eines Signals aufweist, das durch den zugeordneten Benutzer in die zweite Leiteinrichtung übertragen wird, derart, daß die Signalleistung von jedem Benutzer des Systems oder Netzwerks nur einen minimalen Leistungspegel für eine vorbestimmte Bitfehlerrate am zweiten Ende der zweiten Leiteinrichtung besitzt.

3. Wellenleiter-Kommunikationssystem oder -Netzwerk für eine Vielzahl von Benutzern mit einer Leiteinrichtung (13) zur Weiterleitung von Signalwellen von der Vielzahl von Benutzern in Richtung auf ein erstes Ende der Leiteinrichtung und N Richtungskopplern (14), die im Abstand entlang der Leiteinrichtung angeordnet sind, wobei jeder Richtungskoppler getrennt wenigstens einem Benutzer des Systems oder Netzwerks zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Richtungskoppler einen getrennten Koppelkoeffizienten zur Auskopplung eines getrennten, gewählten Teils der Leistung eines von dem zugeordneten Benutzer in die Leiteinrichtung übertragenen Signals aufweist, und daß der Koppelkoeffizient Cn,n=1,2, . . . N bestimmt ist als

wobei K die Überschußdämpfung des Richtungskopplers, C&sub1; das Verhältnis P&sub3;/P&sub1;, P&sub1; die Höhe der von jedem Benutzer übertragenen Signalleistung, P&sub3; die minimale Signalleistung, die am ersten Ende zur Bereitstellung eines Signals mit einer vorbestimmten Bit-Fehlerrate erforderlich ist, und Cn der Koppelkoeffizient des n-ten Richtungskopplers vom ersten Ende aus sind.

4. Wellenleiter-Kommunikationssystem oder -Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jede Leiteinrichtung eine optische Leiteinrichtung zur Übertragung von Lichtwellensignalen ist und die Richtungskoppler optische Koppler sind.

5. Wellenleiter-Kommunikationssystem oder -Netzwerk nach Anspruch 4, bei dem jeder Richtungskoppler ein geschmolzener, sich verjüngender optischer Koppler ist, der so geformt ist, daß er einen getrennten, vorbestimmten Koppelkoeffizienten bereitstellt.

6. Wellenleiter-Kommunikationssystem oder -Netzwerk nach Anspruch 4, bei dem jeder Richtungskoppler ein abstimmbarer Lichtwellenkoppler ist, der auf einen getrennten, vorbestimmten Koppelkoeffizienten abstimmbar ist.

7. Wellenleiter-Kommunikationssystem oder -Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die oder jede Leiteinrichtung ein Wellenleiter für elektromagnetische Wellen ist und die Richtungskoppler Wellenleiter-Richtungskoppler sind, die je einen getrennten Koppelkoeffizienten besitzen.