DE3806824A1

DE3806824A1 - Elektro-optisches uebertragungssystem

Info

Publication number: DE3806824A1
Application number: DE19883806824
Authority: DE
Inventors: Werner Ankenbrand
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1988-03-03
Filing date: 1988-03-03
Publication date: 1989-09-14

Description

Die Erfindung betrifft ein elektro-optisches Übertragungssystem mit mindestens einem eine elektronische Funktionsbaugruppe und einen nachgeschalteten elektro-optischen Wandler umfassenden Senderteil,
mit mindestens einem einen opto-elektrischen Wandler und eine nachgeschaltete Funktionsbaugruppe umfassenden Empfängerteil und
mit einem die beiden Wandler verbindenden Lichtwellenleiter.

Derartige elektro-optische Übertragungssysteme sind bekannt, und zwar in Form von unidirektionalen Übertragungssystemen mit mindestens einem Senderteil an einem Ende des als Übertragungsstrecke dienenden Lichtwellenleiters und mit mindestens einem Empfängerteil am anderen Ende des Lichtwellenleiters (wobei an den Enden der Übertragungsstrecke bei Verwendung mehrerer Senderteile und/oder mehrerer Empfängerteile jeweils entsprechende Multiplexer und Demultiplexer eingefügt werden), aber auch in Form von bidirektionalen Übertragungssystemen mit Sender und Empfängerteilen an beiden Enden der Übertragungsstrecke, wobei an den Enden der Übertragungsstrecke ebenfalls wieder wellenlängenselektive Richtkoppler, insbesondere - bei zwei Übertragungskanälen - hybride Einmoden-Duplexer vorgesehen werden, um eine selektive Benutzung der Datenkanäle zu gestatten.

Bei den bekannten, unter Verwendung von Lichtwellenleitern aufgebauten elektro-optischen Übertragungssystemen ist es nachteilig, daß der Anschluß der Sende/Empfangs-Einrichtungen an den beiden Enden des Lichtwellenleiters mittels optischer Stecker erfolgt, deren Einsatz bisher für erforderlich gehalten wurde, um die sogenannten Leitungs-Endgeräte, in denen die Sende/Empfangs-Einrichtungen zu einer Baugruppe zusammengefaßt sind, für Wartungs- und Reparaturarbeiten von dem sie miteinander verbindenden Lichtwellenleiter lösen zu können. Es hat sich nämlich gezeigt, daß eine mittels optischer Stecker hergestellte Verbindung sehr hohe Kosten für derartige Stecker erfordert, die noch wesentlich erhöht werden durch die erforderlichen Justier- und Aussuchverfahren.

Wenn solche optischen Stecker im praktischen Betrieb gelöst und wieder gesteckt werden, ist die Gefahr der Verunreinigung (Staubpartikel im µ -Bereich) sehr groß und Dämpfungsanstiege praktisch unvermeidlich. Besonders unter Berücksichtigung der zu erwartenden großen Zahlen der zu betätigenden Steckverbindungen (Ämter für 500 oder 1000 und mehr Teilnehmer) sind die vorher geschilderten Probleme außergewöhnlich schwer beherrschbar.

Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufgezeigten Problematik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, elektro-optische Übertragungssysteme, und zwar sowohl unidirektionale als auch bidirektionale Systeme dahingehend zu verbessern, daß der Anschluß der Sende- und Empfangseinrichtungen an den Enden des als Übertragungsstrecke dienenden Lichtwellenleiters wirtschaftlicher mit geringerer oder geringstmöglicher Dämpfung, sehr viel weniger störanfällig und besonders betriebsfreundlich an den Verbindungsstellen durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Übertragungssystem gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die elektrischen Anschlüsse der Wandler sende- und empfangsseitig jeweils mittels elektrischer Steckverbinder mit ihren zugeordneten elektronischen Funktionsbaugruppen verbunden sind und daß die optischen Anschlüsse der Wandler sende- und empfangsseitig jeweils über Spleißverbindungen mit dem Lichtwellenleiter verbunden sind.

Es ist ein wichtiger Vorteil der Übertragungssysteme gemäß der Erfindung, daß durch das Verspleißen der an die Übertragungsstrecke angrenzenden Anschlüsse der Sende/Empfangs-Einrichtungen mit dem Lichtwellenleiter auf teure optische Stecker und komplizierte Justier- und Aussuchverfahren verzichtet werden kann. Statt dessen erfolgt einfach ein direktes Verspleißen mit den Enden des Lichtwellenleiters, wobei der Spleißvorgang mit den derzeit verfügbaren Spleißgeräten schnell und problemlos durchgeführt werden kann. Andererseits werden auf die beschriebene Weise nur die Wandler bzw. die Wandler mit den zugehörigen optischen Multiplexern, Demultiplexern bzw. Duplexern fest mit dem Lichtwellenleiter verbunden, wobei zu beachten ist, daß die zuletzt genannten wellenselektiven Richtkoppler passive Bauteile sind, in denen im Lauf des Betriebes praktisch keine Störungen bzw. Schäden auftreten können und wobei ferner zu beachten ist, daß auch die Wandler mit ihren wenigen Halbleiterbauelementen normalerweise keine Störquelle darstellen. Die wirklich störanfälligen elektronischen Funktionsbaugruppen, nämlich die Eingangs- und Ausgangsverstärker sowie Codewandler u.a., können dagegen zu Wartungs- und Reparaturzwecken jederzeit bequem von den übrigen Komponenten des Systems gelöst werden, da sie mit den Wandlern über elektrische Steckverbinder verbunden sind, die heute mit hoher Qualität und im Vergleich zu optischen Steckern zu einem günstigen Preis verfügbar sind. Ein elektro-optisches Übertragungssystem gemäß der Erfindung läßt sich also einfach, schnell und zuverlässig aufbauen, ohne daß hinsichtlich der Wartungs- und Reparaturmöglichkeiten bei den wirklich störanfälligen Systemkomponenten Nachteile in Kauf genommen werden müßten.

Bei unidirektionalen Übertragungssystemen mit nur einem Senderteil und nur einem Empfängerteil hat es sich in Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn die optischen Anschlüsse der Wandler sende- und empfangsseitig jeweils direkt mit dem Lichtwellenleiter verspleißt sind.

Außerdem hat es sich in Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn der optische Wandler des Senderteils mit einem zugehörigen Halbleiterlaser und einem elektrischen Steckerteil zu einer integrierten Baueinheit mit einem frei zugänglichen Lichtwellenleiterende (pig tail) zusammengefaßt ist. Derartige integrierte Baueinheiten sind in der Praxis sehr wertvoll, da die von einem Halbleiterlaser erzeugte Lichtenergie für die Signalübertragung auf Kurzstrecken völlig ausreichend ist und die Kosten für einen derartigen Laserbaustein ziemlich genau den Kosten für einen der bisher verwendeten optischen Stecker mit deren bereits geschilderten hohen Zusatzkosten entsprechen.

Bei bidirektionalen Übertragungssystemen werden die optischen Anschlüsse der Wandler sende- und empfangsseitig in weiterer Ausgestaltung der Erfindung über die erforderlichen Richtkoppler mit dem die Übertragungsstrecke bildenden Lichtwellenleiter verspleißt, wobei es vorteilhaft ist, wenn jeweils ein zu einem Senderteil gehöriger elektro-optischer Wandler mit einem zugehörigen Halbleiterlaser und einem elektrischen Steckerteil, ein zu einem Empfängerteil gehöriger opto-elektrischer Wandler mit einem elektrischen Steckerteil und ein Richtkoppler zu einer integrierten Baueinheit mit einem frei zugänglichen Lichtwellenleiterende zusammengefaßt sind. Dabei versteht es sich, daß an beiden Enden des als Übertragungsstrecke dienenden Lichtwellenleiters jeweils mehrere Senderteile und/oder Empfängerteile vorgesehen sein können.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren noch näher erläutert. Es zeigen in Form schematisierter Blockschaltbilder:

Fig. 1 ein unidirektionales elektro-optisches Übertragungssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 ein bidirektionales Übertragungssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Im einzelnen besitzt das System gemäß Fig. 1 einen Signaleingang E, der mit dem Eingang eines elektronischen Verstärkers Ve verbunden ist. Der Verstärker Ve ist über einen elektrischen Steckverbinder St mit einer Baueinheit (Wandlermodul) M mit elektro-optischem Wandler 10 verbunden, die vorzugsweise einen Halbleiterlaser umfaßt. Die Baueinheit M ist ausgangsseitig an einer ersten Spleißstelle S 1 direkt mit dem als Übertragungsstrecke dienenden Lichtwellenleiter LWL verspleißt. Das andere Ende dieses Lichtwellenleiters LWL ist an einer zweiten Spleißstelle S 2 mit einer Baueinheit W mit opto-elektrischem Wandler 20 verspleißt, dessen Ausgang über einen weiteren elektrischen Steckverbinder St mit einem Ausgangsverstärker Va verbunden ist, dessen Ausgang den Signalausgang A des Systems bildet, an dem die senderseitig zunächst in Lichtsignale umgesetzten Signale nunmehr wieder als elektrische Signale zur Verfügung stehen.

Man erkennt aus der Darstellung gemäß Fig. 1, daß die beiden Wandler 10 und 20, die in der Praxis nur eine äußerst geringe Störanfälligkeit zeigen, dauerhaft mit dem Lichtwellenleiter LWL verspleißt sind, wobei die Spleißverbindungen an den Spleißstellen S 1 und S 2 schnell und billig hergestellt werden können und nur eine geringe Übertragungsdämpfung von typischerweise etwa 0,1 dB zur Folge haben. Andererseits können die relativ komplizierten und entsprechend störanfälligen Verstärker Ve und Va, da sie mit den Wandlern 10 und 20 jeweils über elektrische Steckverbinder St verbunden sind, für Wartungs- und Reparaturarbeiten bequem von den übrigen Teilen des Systems getrennt werden, wobei die hohe Qualität der heute verfügbaren elektrischen Steckverbinder St ohne weiteres auch ein mehrfaches Herstellen und Lösen der Steckverbindung ermöglicht, ohne daß ein nachteiliger Einfluß auf die einwandfreie Übertragung der erforderlichen elektrischen Signale zu befürchten wäre.

Das in Fig. 2 gezeigte bidirektionale Übertragungssystem gemäß der Erfindung unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß an jedem der beiden Enden des Lichtwellenleiters LWL jeweils ein Senderteil und ein Empfängerteil vorgesehen sind, wobei zur Trennung der über den Lichtwellenleiter LWL übertragenen optischen Signale an den Enden des Lichtwellenleiters LWL jeweils ein wellenlängenselektiver Richtkoppler in Form eines Duplexers D vorgesehen ist. Auf diese Weise erhält man zwischen den Spleißstellen S 1 bzw. S 2 einerseits und den zugeordneten elektrischen Steckverbindern St andererseits jeweils eine der untereinander gleichen Baueinheiten OM bzw. OW, von denen jede einen elektro-optischen Wandler M, einen opto-elektrischen Wandler W und einen Duplexer D umfaßt, wobei der Wandler M vorzugsweise wieder einen integrierten Halbleiterlaser enthält.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß gemäß der Erfindung elektro-optische Übertragungssysteme realisiert werden können, bei denen die beiden Enden des Lichtwellenleiters über billig und zuverlässig herstellbare Spleißverbindungen dauerhaft mit den Wandlereinrichtungen verbunden sind, während die störanfälligen elektronischen Funktionsbaugruppen mit ihren vor- bzw. nachgeschalteten Schaltkreisen über elektrische Steckverbinder mit dem eigentlichen elektro-optischen System, einschließlich der Übertragungsstrecke, verbunden sind und folglich leicht von dem System getrennt und wieder mit diesem verbunden werden können, wenn dies für Service- oder Reparaturarbeiten sowie beim Aufbau und Umbau des Systems erforderlich ist.

Es ist abzusehen, daß elektro-optische Wandlerbaugruppen in allernächster Zukunft erheblich kostengünstiger auf dem Markt vorhanden sein werden, so daß die Kostenrelation zwischen erforderlichem Stecker und Wandlerbaugruppe sich zu ungunsten der Steckerkosten stark verschiebt. Daher wird eine Vereinfachung der Steckung an der Trennstelle, wie sie die Erfindung vorschlägt, zu wesentlichen Kosteneinsparungen führen.

Claims

1. Elektro-optisches Übertragungssystem mit mindestens einem eine elektronische Funktionsbaugruppe und einen nachgeschalteten elektro-optischen Wandler umfassenden Senderteil,
mit mindestens einem einen opto-elektrischen Wandler und eine nachgeschaltete elektronische Funktionsbaugruppe umfassenden Empfängerteil und
mit einem die beiden Wandler verbindenden Lichtwellenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse der Wandler (10, 11, 12, 20, 21, 22) sende- und empfangsseitig jeweils mittels elektrischer Steckverbinder (St) mit ihren zugeordneten elektronischen Funktionsbaugruppen (Ve, Va) verbunden sind und daß die optischen Anschlüsse der Wandler (10, 11, 12, 20, 21, 22) sende- und empfangsseitig jeweils über Spleißverbindungen (S 1, S 2) mit dem Lichtwellenleiter (LWL) verbunden sind.

2. Unidirektionales Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Anschlüsse der Wandler (10, 20) sende und eingangsseitig jeweils direkt mit dem Lichtwellenleiter (LWL) verspleißt sind.

3. Unidirektionales Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektro-optische Wandler (10) des Senderteils mit einem zugehörigen Halbleiterlaser und einem elektrischen Steckverbinder (St) zu einer integrierten Baueinheit (M) mit einem frei zugänglichen Lichtwellenleiterende zusammengefaßt ist.

4. Unidirektionales Übertragungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der opto-elektrische Wandler (20) des Empfängerteiles mit einem der elektrischen Steckverbinder (St) zu einer integrierten Baueinheit (W) mit einem frei zugänglichen Lichtwellenleiterende zusammengefaßt ist.

5. Bidirektionales Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Anschlüsse der Wandler (11, 12, 21, 22) sende- und empfangsseitig über wellenlängenselektive Richtkoppler (D) mit dem Lichtwellenleiter (LWL) verspleißt sind.

6. Bidirektionales Übertragungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Richtkoppler (D) mit frei zugänglichem Lichtwellenleiterende, ein zu einem Sendeteil gehöriger elektro-optischer Wandler (11, 22) mit einem zugehörigen Halbleiterlaser, ein zu einem Empfängerteil gehöriger opto-elektrischer Wandler (12, 21) sowie mindestens ein Steckverbinder (St) zu einer integrierten Baueinheit (OM, OW) zusammengefaßt sind.