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Hintergrund der Erfindung:
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Die Erfindung betrifft eine Nachrichtenübertragungs- bzw.
Kommunikationsvorrichtung, die Lichtleiter verwendet, und
insbesondere eine optische
Nachrichtenübertragungsvorrichtung mit einer Verstärkerstation.
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Die Fig. 8 und 9 sind Draufsichten auf eine bekannte
optische Nachrichtenübertragungsvorrichtung, insbesondere eine
optische Verzweigungs-Kommunikationsvorrichtung (nachstehend
als "erstes bekanntes Beispiel" bezeichnet), die
beispielsweise im Patentblatt der JP-OS Nr. 73225/1987 mit dem Titel
"Optical switch" beschrieben ist. Fig. 8 zeigt den Zustand,
in dem ein Prisma in optische Wege eingefügt ist, während
Fig. 9 den Zustand zeigt, in dem das Prisma von Fig. 8 aus
den optischen Wegen entfernt ist.
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Fig. 10 ist ein Auslegungsplan, der das optische
Übertragungssystem des ersten bekannten Beispiels zeigt.
Nachstehend soll der Ausdruck "Kommunikationsknoten" eine
Kommunikations- bzw. Fernmeldeeinrichtung oder ein
Kommunikationseinrichtungsamt bedeuten, das auch einfach als Amt
bezeichnet wird.
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In den Fig. 8 und 9 bezeichnet 1 einen optischen Schalter,
der ein Übertragungsprisma 2 aufweist, das beweglich
ausgebildet ist, so daß, wenn irgendein Amt eine Panne hat, das
Prisma aus dem optischen Weg des Amts entfernt werden kann.
Der optische Schalter 1 weist außerdem einen oberen
Lichteingangsanschluß 3, einen unteren Lichteingangsanschluß 4,
einen unteren Lichtausgangsanschluß 5 und einen oberen
Lichtausgangsanschluß 6 auf. Das bekannte System von Fig. 10
umfaßt Amt-B 7, Amt-C 8, Amt-D 9, Amt-A 10 und einen
Lichtleiter
11. In den gesamten Zeichnungen sind identische oder
äquivalente Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8, 9 und 10
der Betrieb des ersten bekannten Beispiels beschrieben.
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Nach den Fig. 8 bis 10 gibt das Übertragungsprisma 2 Licht
von dem oberen Lichteingangsanschluß 3 zu dem unteren
Lichtausgangsanschluß 5 ab, von wo das Licht weiter z. B. durch
Amt-B 7 in Fig. 10 geleitet wird, um durch den unteren
Lichteingangsanschluß 4, erneut zu dem Übertragungsprisma 2
und durch den oberen Lichtausgangsanschluß 6 zu gehen,
wonach das Licht zu dem optischen Schalter 1 des nächsten
Amts, Amt-C 8, übertragen wird. Auf diese Weise wird das
Lichtsignal von dem Amt-A 10 in Fig. 10 durch den
Lichtleiter 11 zu dem Amt-D 9 übertragen. Im Normalbetrieb wird das
Lichtsignal in den jeweiligen Ämtern, also Amt-B 7, Amt-C 8
und Amt-D 9, verstärkt, um Dampfungen in den optischen Wegen
12 auszugleichen. Wenn in einem der Ämter eine Panne
auftritt, wird das Ubertragungsprisma 2 bewegt und aus dem
oberen optischen Weg 12 des optischen Schalters 1 entfernt,
wie Fig. 9 zeigt, wodurch das Licht zu dem nächsten Amt ohne
Verzweigung und Verstärkung übertragen wird.
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Da die Vorrichtung des ersten bekannten Beispiels wie oben
angegeben aufgebaut ist, gibt es dabei die folgenden
Probleme: Das optische Ubertragungsprisma 2, das teuer und nur
schwer in Massenfertigung herstellbar ist, wird für die
optische Verzweigung verwendet. Außerdem sind die Kosten der
Vorrichtung hoch, und die Vorrichtung ist groß wegen der
Notwendigkeit eines Antriebsmechanismus (nicht gezeigt), um
das Ubertragungsprisma 2 mechanisch aus dem optischen
Hauptweg 12 zu entfernen, wie Fig. 9 zeigt, wenn die
Lichtverstärkereinheit irgendeines Amts eine Panne hat. Außerdem ist
es notwendig, einen einseitig gerichteten Schleifenring
herzustellen, der von dem Amt-A 10 über das Amt-B 7 und
Amt-C
8 zu dem Amt-D 9 und dann wieder zu dem Amt-A 10 verläuft,
wie Fig. 10 zeigt.
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Als nächstes wird eine optische Kommunikationsvorrichtung
des zweiten bekannten Beispiels, das im Amtsblatt der JP-OS
49526/1986 angegeben ist, unter Bezugnahme auf einen
Auslegungsplan von Fig. 11 beschrieben.
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In Fig. 11 bezeichnet 70 eine Umschalteinheit, die dem
optischen Schalter 1 mit dem Prisma 2 bei dem ersten bekannten
Beispiel von Fig. 8 entspricht. 71 bezeichnet eine
überwachende Steuereinheit, und 72 ist eine Regenerationseinheit
zur Verstärkung eines Signals. Diese Elemente 70 bis 72
bilden eine Verstärkerstation 74, die dem Amt-B 7 mit dem
optischen Schalter 1 bei dem ersten bekannten Beispiel gemäß
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Fig. 10 entspricht. Die Verstärkerstation 74 hat die
Umschalteinheit 70, die von einem Umschaltsteuersignal von
einem angrenzenden Amt betätigt wird. Ein Lichtleiter 75 ist
auf der Seite des Amts-A verlegt, und ein Lichtleiter 76 ist
auf der Seite des Amts-C verlegt. Diese Lichtleiter 75 und
76 entsprechen dem Lichtleiter 11 des bekannten Beispiels
von Fig. 10.
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Die so aufgebaute optische
Nachrichtenübertragungsvorrichtung des zweiten bekannten Beispiels arbeitet wie folgt.
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Gewöhnlich nimmt der Schalter der Umschalteinheit 70 einen
Zustand an, der mit Vollinien bezeichnet ist. In diesem
Zustand wird das empfangene Signal von der Seite des Amts-A an
die Eingangsseite der Regenerationseinheit 72 angelegt und
von dieser verstärkt, und das verstärkte Signal wird zu der
Seite des Amts-C abgegeben. Das heißt also, die
Verstärkerstation 74 hat in diesem Fall die Funktion einer
Abwärtsschaltung.
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Die überwachende Steuereinheit 71 überwacht normalerweise
das Ausgangssignal der Regenerationseinheit 72. Wenn das
Umschaltsteuersignal von der Seite des Amts-A gesendet
worden ist, detektiert die überwachende Steuereinheit 71
dieses Umschaltsteuersignal und gibt an die Umschalteinheit
70 einen Umschaltbefehl ab. Der Schaltzustand der
Umschalteinheit 70 wird von dem Umschaltbefehl in einen Zustand
gebracht, der mit Strichlinien bezeichnet ist. Dann wird das
von der Seite des Amts-C empfangene Signal der Eingangsseite
der Regenerationseinheit 72 zugeführt und von dieser
verstärkt, und das verstärkte Signal wird zu der Seite des
Amts-A abgegeben. In diesem Fall hat die Verstärkerstation
die Funktion einer Aufwärtsschaltung.
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Die Schaltung wird somit für bidirektionale
Nachrichtenübertragung als Aufwärts- und Abwärtsschaltung je nach den
Umschaltsteuersignalen von den benachbarten Äintern genutzt.
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Wie bereits gesagt, weist das erste bekannte Beispiel die
Probleme auf, daß das optische Übertragungsprisma, das teuer
und nur schwer in Massenfertigung herzustellen ist, in der
Konstruktion verwendet wird, daß die Ämter durch den
unidirektionalen Schleifenring miteinander verbunden sein
müssen und daß der Antriebsmechanismus zum Bewegen des
Prismas im Fall einer Panne eines Amts notwendig ist, so daß
die Kosten der Vorrichtung hoch sind und die Vorrichtung
groß ist.
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Auch das zweite bekannte Beispiel weist Probleme auf: das
Umschaltsteuersignal des Lichtleiters muß von dem anderen
Amt gesendet werden, so daß der Kommunikationsvorgang
kompliziert wird, die überwachende Steuereinheit für das
Umschaltsteuersignal wird auch im eigenen Amt benötigt, so
daß die Schaltungsauslegung kompliziert wird, und ein
Antriebsmechanismus zur mechanischen Umschaltung der
Lichtleiter wie bei dem ersten bekannten Beispiel wird benötigt,
so daß auch diese Vorrichtung hohe Kosten verursacht.
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US-A-3 883 217 beschreibt einen Knoten für optische
Nachrichtenübertragung, der eine Vielzahl von Koppelenden hat,
die jeweils zum Koppeln mit einem entsprechenden
lichtübertragenden Lichtleiter ausgebildet sind, wobei der Knoten
aufweist: eine Lichtsendeeinrichtung, die erste
Verzweigungslichtleiter hat, die für die jeweiligen Koppelenden
angeordnet sind und von denen jeweils ein Ende an dem
entsprechenden Koppelende liegt und das andere Ende an einem
Lichtsendeelement liegt, eine Lichtempfangseinrichtung, die
zweite Verzweigungslichtleiter hat, die für die
entsprechenden Koppelenden angeordnet sind und von denen jeweils
ein Ende an dem entsprechenden Koppelende liegt und das
andere Ende einem Lichtempfangselement zum Empfang des
Signals zugeordnet ist, und eine Durchleiteinrichtung, um
die Lichtsignale, die durch die jeweiligen Koppelenden
fließen, zu den entgegengesetzten Koppelenden zu leiten.
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Die Durchleiteinrichtung besteht aus Mischerstäben und einem
dazwischen angeordneten Lichtleiterbündel. Diese
Konstruktion ist komplex und ineffizient, da sie eine erhebliche
Dämpfung des durchgeleiteten Signals an jedem Knoten
aufweist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines
Knotens mit einer Durchleitanordnung mit einfachem Aufbau
sowie mit verringerter oder ohne Signaldämpfung.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt die
Durchleiteinrichtung die zweiten Verzweigungslichtleiter und eine
Teilleiteinrichtung, die nahe dem genannten anderen Ende jedes
der zweiten Verzweigungslichtleiter vorgesehen und
angeordnet ist, um einen Teil des Lichts, das durch jeden der
zweiten Verzweigungslichtleiter geht, zu einem anderen der
zweiten Verzweigungslichtleiter zu leiten.
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Bevorzugt leitet die Teilleiteinrichtung das Licht durch
einen Teil eines lichtempfindlichen Elements der
Lichtempfangseinrichtung,
die zu diesem Zweck lichtdurchlässige
Elektroden hat.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfaßt die
Durchleiteinrichtung einen Signalweg von dem Lichtempfangselement
zu dem Lichtsendeelement, so daß das Lichtempfangselement
mit dem Lichtsendeelement gekoppelt ist, so daß das von dem
Lichtempfangselement empfangene Lichtsignal der Vielzahl von
Koppelenden durch das Lichtsendeelement und die
Lichtsendeeinrichtung zugeführt wird.
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Das von dem Empfangselement empfangene Signal kann vor der
Abgabe an das Lichtsendeelement verstärkt werden.
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Kurze Erläuterung der Zeichnungen:
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Fig. 1 ist ein Schaltbild, das den Aufbau eines
Kommunikationsknotens zeigt, der die erste
Ausführungsform der Erfindung ist;
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Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines
lichtempfindlichen Elements in Fig. 1;
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Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem
lichtempfindlichen Element von Fig. 2 und einem ersten
optischen Leiter;
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Fig. 4 ist ein Schaltbild, das ein Steuersystem einer
Klimaanlage zeigt, wobei die erste Ausführungsformder Erfindung verwendet wird;
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Fig. 5 ist ein Diagramm des allgemeinen Aufbaus einer
optischen Kommunikationsvorrichtung, die das
zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
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Fig. 6 ist ein Diagramm des allgemeinen Aufbaus einer
optischen Kommunikationsvorrichtung, die das
dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
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Fig. 7 ist ein Diagramm des allgemeinen Aufbaus einer
optischen Kommunikationsvorrichtung, die das
vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
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Fig. 8 ist eine Draufsicht auf eine
Verzweigungs-Kommunikationsvorrichtung eines ersten bekannten
Beispiels, wobei der Zustand gezeigt ist, in dem
ein Prisma in optische Wege eingesetzt ist;
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Fig. 9 ist eine Draufsicht, die den Zustand zeigt, in dem
das Prisma von Fig. 8 aus den optischen Wegen
entfernt ist;
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Fig. 10 ist ein Auslegungsplan, der ein optisches
Übertragungssystem bei dem ersten bekannten Beispiel
zeigt; und
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Fig. 11 ist ein Diagrainm des Aufbaus einer optischen
Kommunikationsvorrichtung bei einem zweiten
bekannten Beispiel.
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In den Zeichnungen sind identische oder äquivalente Teile
durchweg mit den gleichen Bezugszeichen und Symbolen
versehen.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen:
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Fig. 1 ist ein Schaltbild, das die Anordnung eines
Kommunikationsknotens zeigt, der die erste Ausführungsform der
Erfindung ist; Fig. 2 ist ein Querschnitt, der den Aufbau
eines amorphen Halbleiter-Schichtelements (nachstehend als
"lichtempfindliches Element" bezeichnet) in Fig. 1 zeigt,
Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem lichtempfindlichen
Element in Fig. 2 und einem ersten optischen Leiter, und
Fig. 4 ist ein Schaltbild, das ein Steuersystem einer
Klimaanlage zeigt, das die erste Ausführungsform der Erfindung
verwendet. In Fig. 1 bezeichnet 12 einen
Kommunikationsknoten, der ein lichtempfindliches Element 13, ein
lichtemittierendes Element 17, einen ersten optischen Leiter 19,
einen zweiten optischen Leiter 20e, einen dritten optischen
Leiter 20a usw. aufweist. Das lichtempfindliche Element 13
ist ein Element, das in der Mittelposition des ersten
optischen Leiters 19 angeordnet ist und bei dem amorphe
Halbleiterschichten mit schlitz- oder netzartigen Poren auf
einem Glassubstrat übereinander gestapelt sind. Es ist
fähig, Licht von dem ersten optischen Leiter 19 in zwei
Richtungen zu empfangen, und es leitet einen Teil des
empfangenen Lichts weiter und wandelt den anderen Teil davon
lichtelektrisch um. Ein durch die lichtelektrische
Umwandlung des lichtempfindlichen Elements 13 erzeugtes
elektrisches Signal wird von einer Verstärkerschaltung 14
verstärkt. 15 ist eine Konstantspannungsversorgung, und 16 ist
ein Endstufen-Treibertransistor. Eine
Lichtempfangseinrichtung besteht aus dem vorgenannten lichtempfindlichen
Element 13, der Verstärkerschaltung 14, der
Konstantspannungsversorgung 15 und dem Endstufen-Treibertransistor 16 in
Verbindung mit ihnen zugeordneten, sie umgebenden
Schaltungen. Das lichtemittierende Element 17 wirkt als
Lichtsendebereich, der in Übereinstimmung mit einem Ende jedes der
zweiten und dritten optischen Leiter angeordnet ist, und es
ist beispielsweise eine lichtemittierende Diode bzw. LED.
Die LED 17 wird von dem elektrischen Signal aktiviert, das
durch die lichtelektrische Umwandlung des lichtempfindlichen
Elements 13 und die Verstärkung durch die
Verstärkerschaltung 14 erzeugt wird. 18 ist ein Strombegrenzungswiderstand.
Der erste optische Leiter 19 hat die Funktion von zweiten
Verzweigungslichtleitern, zwischen denen das
lichtempfindliche Element 13 angeordnet ist. Ein Ende 19a des ersten
optischen Leiters ist mit dem anderen Ende 20c des zweiten
optischen Leiters 20e gekoppelt, während sein anderes Ende
19b mit dem anderen Ende 20d des dritten optischen Leiters
20a gekoppelt ist. Mit 20 sind erste Verzweigungslichtleiter
bezeichnet, die aufgebaut sind aus dem zweiten optischen
Leiter 20e, bei dem das lichtemittierende Element 17 an
seinem einen Ende 20b angeordnet ist und dessen anderes Ende
20c mit einem Ende 19a des ersten optischen Leiters 19
gekoppelt ist, und dem dritten optischen Leiter 20a, bei dem
das lichtemittierende Element 17 an seinem einen Ende 20b
angeordnet ist und dessen anderes Ende 20d mit dem anderen
Ende 19b des ersten optischen Leiters 19 gekoppelt ist. Das
lichtempfindliche Element 13 ist mit der elektronischen
Verstärkerschaltung 14 verbunden und ist mit einem
Empfangsanschluß (IN) über die Konstantspannungsversorgung 15 sowie
über den Endstufen-Treibertransistor 16 verbunden. Außerdem
ist ein Signalsendeanschluß (OUT) in Reihe mit dem
Strombegrenzungswiderstand 18 sowie mit dem lichtemittierenden
Element 17 verbunden. Dabei sind das Ende, an dem ein Ende
19a des ersten optischen Leiters 19 und das andere Ende 20c
des zweiten optischen Leiters 20d liegen, und das Ende, an
dem das andere Ende 19b des ersten optischen Leiters 19 und
das andere Ende 20d des dritten optischen Leiters 20a
liegen, Koppelenden 38 und 39, mit denen ein Licht
übertragender Lichtleiter 11 zum Verbinden dieses
Kommunikationsknotens 12 mit benachbarten Ämtern gekoppelt ist.
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Gemäß Fig. 2 umfaßt das lichtempfindliche Element 13 ein
Glassubstrat 21, auf das eine lichtdurchlässige Elektrode 22
beispielsweise aus ITO (Indium-Zinn-0xid) aufgedampft ist.
Die lichtdurchlässige Elektrode 22 ist von einer n-leitenden
amorphen Halbleiterschicht 23 überdeckt, von der ein Teil
als Poren 29 in einer schlitz- oder netzartigen Struktur
oder dergleichen unbedampft belassen ist, während der andere
Teil davon beispielsweise durch Aufdampfen von hydriertem
amorphem Silizium, das mit P (Phosphor) dotiert ist,
gebildet ist. Eine undotierte amorphe Halbleiterschicht 24
überdeckt die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 23, und eine
p-leitende amorphe Halbleiterschicht 25, die beispielsweise
mit B (Bor) dotiert ist, überdeckt die undotierte amorphe
Halbleiterschicht 24. Eine lichtdurchlässige Elektrode 26,
die der lichtdurchlässigen Elektrode 22 entgegengesetzt ist,
überdeckt die p-leitende amorphe Halbleiterschicht 25 in
Sandwich-Aufbau. Um die Endflächen der gestapelten Schichten
23, 24, 25 und 26 zu schützen, ist eine Schutzschicht 27
durch Aufdampfen beispielsweise von transparentem SiO&sub2; oder
Polyimid auf die Endflächen gebildet. Licht, das entweder
von rechts oder von links in einem Sandwich-Stapelbereich
empfangen wird, in dem die amorphen Halbleiterschichten 23,
24 und 25 gestapelt sind, wird lichtelektrisch umgewandelt
und erzeugt ein Potential über die Elektroden 22 und 26, wie
Fig. 2 zeigt. Da ferner der Porenbereich 29, in dem die
amorphen Halbleiterschichten nicht gestapelt sind,
lichtdurchlässig ist, wird durch ihn Licht sowohl nach rechts als
auch nach links durchgelassen, obwohl gewisse
Übertragungsverluste auftreten.
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Daher wirkt das lichtempfindliche Element 13 als ein
Lichtempfangsbereich, um ein Lichtsignal zu empfangen, und als
eine Teilleiteinrichtung, um einen Teil des Lichtsignals
durchzuleiten. Der erste optische Leiter 19 als die zweiten
Verzweigungslichtleiter wirkt auch als dritte
Verzweigungslichtleiter, die das Lichtsignal in zwei Richtungen zwischen
den Koppelenden 38 und 39 leiten. Das lichtempfindliche
Element 13 als die Teilleiteinrichtung und der erste
optische Leiter 19 als die dritten Verzweigungslichtleiter
bilden eine erste Durchleiteinrichtung zum Durchleiten des
Lichtsignals, das durch ein Koppelende fließt, zu dem
anderen Koppelende.
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Das von dem lichtempfindlichen Element 13 empfangene
Lichtsignal wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, das von
der Verstärkerschaltung 14 verstärkt wird. Ein Teil des
verstärkten Signals wird von dem lichtemittierenden Element
17 erneut in ein Lichtsignal umgewandelt, und das
Lichtsignal wird den Koppelenden 38 und 39 durch die ersten
Verzweigungslichtleiter
20 des zweiten optischen Leiters 20e
und des dritten optischen Leiters 20a zugeführt. Dann wird
das Lichtsignal zu den benachbarten Äintern durch den
Lichtleiter 11 übertragen. Daher bilden der erste optische Leiter
19, das lichtempfindliche Element 13, die
Verstärkerschaltung 14, das lichtemittierende Element 17, der zweite
optische Leiter 20e und der dritte optische Leiter 20a eine
zweite Durchleiteinrichtung zum Durchleiten des durch ein
Koppelende fließenden Lichtsignals zu dem anderen
Koppelende.
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In Fig. 3 bezeichnet 28 den Bereich, in dem die amorphen
Halbleiterschichten gestapelt sind, und 29 bezeichnet die
Poren oder Schlitze in Fig. 2. In dem optischen Weg des
optischen Leiters 19 hat das lichtempfindliche Element 13
die Poren 29 und den aus gestapelten amorphen
Halbleiterschichten bestehenden Bereich 28. Daher leitet also ein Teil
des lichtempfindlichen Elements 13 Licht hindurch,
wohingegen ein anderer Teil davon Licht empfängt und es
lichtelektrisch umwandelt.
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In Fig. 4 bezeichnet 30 eine Fernsteuerung zur
Temperaturregelung, und 31 bezeichnet jeweils eine Raumeinheit
beispielsweise einer Klimaanlage wie etwa einer
Klimatisierungseinheit. Die Raumeinheit 31 enthält einen Mikrocomputer
32, der von dem Transistor 16 ein Signal empfängt und einen
Transistor 33 mit unveränderlicher Impulsdauer synchron und
mit demselben Kommunikationsformat wie das des empfangenen
Signals treibt, und ist an eine Netzstromversorgung 34
angeschlossen. Die Fernsteuerung 30 hat eine Batterie 35 und
weist einen Mikrocomputer 36 auf.
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In den Zeichnungen sind mit den bekannten Beispielen
identische oder äquivalente Komponenten durchweg mit den
gleichen Bezugs Zeichen versehen und werden nicht nochmals
erläutert.
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Außerdem bezeichnen in sämtlichen Zeichnungen gleiche
Symbole identische oder äquivalente Bereiche.
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Nachstehend wird der Betrieb der ersten Ausführungsform der
Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 erläutert.
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Nach den Fig. 1 bis 3 geht ein Teil des Lichts, nachdem es
aus dem Lichtleiter 11 in ein Ende 19a des ersten optischen
Leiters 19 eingetreten ist, durch das lichtempfindliche
Element 13 und wird durch das andere Ende 19b des ersten
optischen Leiters 19 direkt zu dem Lichtleiter 11 gesendet.
Außerdem wird der andere Teil des Lichts, der in ein Ende
l9a des ersten optischen Leiters 19 eingetreten ist, von dem
lichtempfindlichen Element 13 lichtelektrisch umgewandelt,
und das resultierende elektrische Signal wird dem
Empfangsanschluß (IN) durch die Verstärkerschaltung 14 sowie durch
den Endstufen-Treibertransistor 16 zugeführt.
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Andererseits wird ein elektrisches Signal von dem
Signalsendeanschluß (0UT) dem lichtemittierenden Element 17 durch
den Strombegrenzungswiderstand 18 zugeführt. Das elektrische
Signal wird von dem lichtemittierenden Element 17 in ein
Lichtsignal umgewandelt, und das Licht wird in ein Ende 20b
jedes von dem zweiten optischen Leiter 20e und dem dritten
optischen Leiter 20a eingekoppelt. Das Licht, das in ein
Ende 20b des zweiten optischen Leiters 20e eingekoppelt
wird, wird zu seinem anderen Ende 2ºc durch diesen zweiten
optischen Leiter 20e gesendet und an den Lichtleiter 11
abgegeben. Außerdem wird das in ein Ende 20b des dritten
optischen Leiters 20a eingekoppelte Licht zu dessen anderem
Ende 20d durch diesen dritten optischen Leiter 20a gesendet
und an den Lichtleiter 11 abgegeben.
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Bei diesem Kommunikationsknoten 12 können also die
Lichtsignale sowohl rechts als auch links empfangen werden, und
sie können außerdem verstärkt und dann nach rechts und nach
links gesendet werden. Auch wenn ferner die Stromquelle, das
lichtemittierende Element usw. dieses Kommunikationsknotens
12 nicht funktioniert, kann das Lichtsignal den benachbarten
Kommunikationsknoten erreichen, indem es durch diesen
Kommunikationsknoten 12 durchgeleitet wird, und somit ist das
gesamte Nachrichtenübertragungssystem zum
Kommunikationsbetrieb fähig. Ferner sind die Kommunikationsknoten nur durch
einen Lichtleiter 11 gekoppelt. Wenn beispielsweise in einem
Ringsystem einer der Kommunikationsknoten eine Panne hat,
können die Kommunikationsknoten mit Ausnahme des gestörten
Knotens miteinander in Verbindung stehen, und zwar
beispielsweise durch Token-Ring-Kommunikation im
Uhrzeigersinn. Außerdem sind optische Nachrichtenübertragungsvorgänge
eines bidirektionalen Multibussystems möglich, ohne daß das
Ringsystem in einem optischen Kommunikationssystem verwendet
wird.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 das Beispiel
beschrieben, bei dem die erste Ausführungsform der Erfindung
zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen dient.
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Gemäß Fig. 4 ist eine Vielzahl von Kommunikationsknoten 12,
wie sie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurden, durch
den einzigen Lichtleiter 11 verbunden. Der
Kommunikationsknoten A (nachstehend "Amt-A") ist mit der Fernsteuerung 30
verbunden, und deren elektrisches Impulssignal wird
übertragen. Das benachbarte Amt auf der linken Seite von Amt-A ist
mit Amt-B bezeichnet, an das Amt-C angrenzt, und das
benachbarte Amt rechts von Amt-A ist Amt-D. Die Raumeinheit 31 der
Klimaanlage wird mit jedem der Ämter B, C und D elektrisch
verbunden. Als Beispiel sei der Fall angenommen, in dem die
drei Raumeinheiten 31 der Klimaanlagen, die jeweils mit den
Ämtern B, C und D verbunden sind, in einem großen Raum
verteilt angeordnet sind und die einzige Fernsteuerung 30
für die Temperaturregelung vorgesehen ist. In diesem Fall
werden Steuersignale von der Fernsteuerung 30 von dem Amt-A
in Lichtsignale umgewandelt, und die Lichtsignale werden zu
den Ämtern B und D sowohl nach links als auch nach rechts
übertragen. Amt-B empfängt sein eigenes Lichtsignal, das
beispielsweise ein Signal zum Betrieb eines Gebläsemotors
ist. Außerdem empfängt es das Signal von dem Transistor 16
über den Mikrocomputer 32, und es treibt synchron den
Transistor 33 mit einer unveränderlichen Impulsdauer und dem
gleichen Kommunikationsformat wie dem des empfangenen
Signals, um ein Lichtsignal bidirektional durch das
lichtemittierende Element 17 (nicht gezeigt) zu senden. Amt-C
empfängt dieses Lichtsignal. Dabei wird das Licht natürlich in
Richtung zum Amt-A zurückgeleitet. Aber die Überlagerung von
Licht, die auf eine Synchronisationsverzögerung usw.
innerhalb des Knotenamts zurückgeht, behindert die Kommunikation
überhaupt nicht, wenn man berücksichtigt, daß das serielle
Signal nur mit der Basisband-Impulsdauer gesendet wird, die
vorher zum Zeitpunkt des Sendens des Lichtsignals durch den
Mikrocomputer 32 bestimmt wurde, und daß die Bitrate der
Nachrichtenübertragung eine sehr langsame Rate von z. B.
1 kb oder weniger bei dem Steuersystem für eine Klimaanlage
dieses Typs ist, usw.
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Nachstehend wird die Lichtdurchleitfunktion aufgrund des
lichtempfindlichen Elements 13 (nicht gezeigt) als eine der
Funktionen des Kommunikationsknotens 12 beschrieben.
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Beispielsweise wird die Fernsteuerung 30 gewöhnlich von der
Batterie 35 oder dergleichen betrieben im Gegensatz zu den
Raumeinheiten 31 der Klimaanlage, die den Knotenämtern B, C
und D infolge der Netz stromversorgung 34 ausreichend
elektrische Leistung zuführen können Wenn in einem solchen Fall
Informationen, die in dem Amt-D erzeugt werden,
Informationen sind, die den Klimaanlage-Raumeinheiten 31 der Ämter
B und C ohne Berücksichtigung des Amts-A der Fernsteuerung
30 zuzuführen sind, kann das Amt-A die Informationen
aufgrund eines Programms durchleiten, das vorher in dem
Mikrocomputer 36 in der Fernsteuerung 30 gespeichert wurde; nach
diesem Programm wird die Lichtdurchleitfunktion des
lichtempfindlichen Elements 13 (nicht gezeigt) genutzt, und das
lichtemittierende Element 17 (nicht gezeigt) von Amt-A wird
am Aussenden von Licht gehindert, um elektrische Energie zu
sparen.
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Anders ausgedrückt ermöglicht es die Verwendung dieses
Kommunikationsknotens (dieser
Nachrichtenübertragungsvorrichtung), daß zwar das Amt-A die normalen optischen
Kommunikationszustände zwischen den Ämtern A bis D empfängt,
aber Licht ohne Verkstärkung des Lichts durchleitet und das
Lichtsignal zu dem benachbarten Amt sendet, und daß das
Amt-A die erforderliche minimale optische Nachrichtenübertragung
nur durchführt, wenn Informationen von ihm zu einem anderen
Amt zu übertragen sind.
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Außerdem kann der einzige Lichtleiter für die optische
Kommunikationssteuerung der Klimaanlagen die einzelnen
Klimaanlagen und die Fernsteuerung beispielsweise ebenso mit
einem elektrischen Koaxialkabel verbinden. Das bietet den
großen Vorteil, daß Arbeit entfällt, die mit dem Aufbau des
sogenannten Ringsystems bei dem herkömmlichen optischen
Nachrichtenübertragungssystem verbunden ist.
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Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist ein
lichtempfindliches Element, das Licht in beiden Richtungen
empfangen kann und einen Teil des empfangenen Lichts
durchleitet und den anderen Teil lichtelektrisch umwandelt, in
der Mittelposition eines ersten optischen Leiters
angeordnet, ein lichtemittierendes Element ist an einem Ende eines
zweiten optischen Leiters sowie eines dritten optischen
Leiters angeordnet, und ein Ende des ersten optischen
Leiters und das andere Ende des zweiten optischen Leiters
sind gekoppelt, während das andere Ende des ersten optischen
Leiters und das andere Ende des dritten optischen Leiters
gekoppelt sind. Daher werden die folgenden Auswirkungen
erhalten:
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(1) Bei Verwendung des Knotenamts der ersten Ausführungsform
der Erfindung kann die Nachrichtenübertragung von einem
einzigen Lichtleiter bidirekktional durchgeführt werden, und es
braucht kein Ringsystem aufgebaut zu werden. Ferner können
Lichtsignale in beiden Richtungen von einem einzigen, als
amorpher Halbleiter aufgebauten lichtelektrischen
Umwandlungselement (lichtelektrischen Element) empfangen werden.
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(2) Auch wenn der Knoten (die
Nachrichtenübertragungsvorrichtung) eines Amts elektrisch ausfällt, kann Licht zu
einem benachbarten Amt übertragen werden, indem das Licht
durch den defekten Knoten durchgeleitet wird. Aus diesem
Grund kann eine optische Kommunikationsvorrichtung mit hoher
Zuverlässigkeit und niedrigen Kosten bereitgestellt werden.
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(3) Es wird kein teures Prisma verwendet, um Licht zu
verzweigen, ein Signal abzuleiten usw., so daß die Vorrichtung
nicht teuer ist.
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Bei der ersten Ausführungsform sind zwei
Durchleiteinrichtungen, und zwar die erste und die zweite
Durchleiteinrichtung, vorgesehen. Nachstehend wird die zweite
Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei der nur die zweite
Durchleiteinrichtung vorgesehen ist und bei der
Lichtemp angs- und Lichtsendeeinrichtungen gleich aufgebaut sind.
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Fig. 5 ist ein Diagramm des allgemeinen Aufbaus einer
optischen Kommunikationsvorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform der Erfindung, bei der eine bidirektionale
Einzelleitung-Nachrichtenübertragung realisiert ist.
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In der Figur bezeichnet 41 einen Lichtleiter, von dem ein
Ende mit der Seite eines benachbarten Amts (nicht gezeigt),
und zwar der Seite eines Amts, das dem Amt-C der ersten
Ausführungsform entspricht, verbunden ist. 42 ist ein
Verbinder, der mit dem anderen Ende des Lichtleiters 41
verbunden ist und dem Koppelende 39 der ersten
Ausführungsform entspricht. Der Lichtleiter 41 wird von dem Verbinder
42, mit dem Verzweigungslichtleiter 43a und 43b gekoppelt
sind, gegabelt bzw. verzweigt. 45 bezeichnet den anderen
Lichtleiter, dessen eines Ende mit der Seite eines anderen
nicht gezeigten benachbarten Amts, und zwar mit der Seite
eines Amts verbunden ist, das dem Amt-A der ersten
Ausführungsform entspricht. 46 ist ein Verbinder, der mit dem
anderen Ende des Lichtleiters 45 verbunden ist und dem
Koppelende 38 der ersten Ausführungsform entspricht. Der
Lichtleiter 45 wird von dem Verbinder 46 gegabelt, mit dem
Verzweigungslichtleiter 47a und 47b gekoppelt sind.
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Eine Lichtempfangseinrichtung 50a hat ein lichtempfindliches
Element als einen Lichtempfangsbereich 61, etwa eine
Photodiode oder einen Phototransistor, eine Verstärkerschaltung
wie etwa einen 0perationsverstärker 62, der das
Ausgangssignal des lichtempfindlichen Elements 61 verstärkt, und eine
Konstantspannungsversorgungsschaltung 63, eine
Schwellenwertschaltung 64, die die Wellenform des Ausgangssignals der
Verstärkerschaltung 62 bei Bedarf formt, und einen
Endstufentransistor 65. Andererseits weist eine
Lichtsendeeinrichtung 50b einen Strombegrenzungswiderstand 66 und ein
lichtemittierendes Element als einen Lichtsendebereich 67,
etwa eine lichtemittierende Diode, auf.
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Ein Lichtempfangsbereich 44a empfängt das Lichtsignal des
Verzweigungslichtleiters 43a, während ein
Lichtempfangsbereich 48a das Lichtsignal des Verzweigungslichtleiters 47a
empfängt, und eine Lichtsendeeinheit 77 sendet die von den
Lichtempfangsbereichen 44a und 48a empfangenen Lichtsignale
zu dem lichtempfindlichen Element 61 der
Lichtempfangseinrichtung 50a. Daher bilden die Verzweigungslichtleiter 43a
und 47a erste Verzweigungslichtleiter, von denen jeweils ein
Ende an dem entsprechenden Koppelende liegt und das andere
Ende an dem Lichtsendebereich der Lichtsendeeinrichtung
liegt.
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Eine Lichtempfangseinheit 78 empfängt ein Lichtsignal, das
von dem lichtemittierenden Element 67 abgegeben wird, das
der Lichtsendebereich der Lichtsendeeinrichtung 50b ist, und
ein Lichtsendebereich 44b sendet das von der
Lichtempfangseinheit 78 empfangene Lichtsignal zu dem
Verzweigungslichtleiter 43b, während ein Lichtsendebereich 48b das von der
Lichtempfangseinheit 78 empfangene Lichtsignal zu dem
Verzweigungslichtleiter 47b sendet. Daher bilden die
Verzweigungslichtleiter 43b und 47b zweite Verzweigungslichtleiter,
von denen jeweils ein Ende an dem entsprechenden Koppelende
liegt und das andere Ende der Lichtempfangseinrichtung
zugeordnet ist.
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Die Lichtempfangseinrichtung 50a und die
Lichtsendeeinrichtung 50b bilden eine Signalsende/Empfangseinrichtung, um
das von dem lichtempfindlichen Element 61 empfangene
Lichtsignal durch die Verstärkerschaltung 62 zu verstärken und
dann ein Ausgangssignal von dem lichtemittierenden Element
67 der Signalsendeeinrichtung 50b abzugeben. Daher weist die
hier beschriebene zweite Ausführungsform die zweite
Durchleiteinrichtung der ersten Ausführungsform auf.
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Der allgemeine Betrieb der wie oben beschrieben aufgebauten
optischen Kommunikationsvorrichtung, die
Einzelleitung-Zweirichtungs-Nachrichtenübertragung durchführen kann, läuft
wie folgt ab.
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Ein durch einen Lichtleiter 51 gesendetes Lichtsignal wird
durch den Verbinder 42 in die zwei Verzweigungslichtleiter
43a und 43b verzweigt. Das verzweigte Lichtsignal wird mit
der Lichtempfangseinrichtung 50a über den
Lichtempfangsbereich 44a photogekoppelt und von der
Lichtempfangseinrichtung 50a in ein elektrisches Signal umgewandelt, das
verstärkt und erforderlichenfalls binärcodiert wird. Das
elektrische Signal, das in der Lichtempfangseinrichtung 50a
binärcodiert wurde, wird von der Lichtsendeeinrichtung 50b
als Ausgangssignal abgegeben. Das von der
Lichtsendeeinrichtung 50b erzeugte Lichtsignal wird an den Lichtsendebereich
48b abgegeben, der an dem Ende des Verzweigungslichtleiters
47b liegt, der von dem anderen Lichtleiter 45 abzweigt,
wodurch das Lichtsignal zu dem anderen Lichtleiter 45 gesendet
wird.
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Ebenso wird ein durch den anderen Lichtleiter 45 gesendetes
Lichtsignal in die beiden Verzweigungslichtleiter 47a und
47b durch den Verbinder 46 verzweigt. Das verzweigte
Lichtsignal wird über den Lichtempfangsbereich 48a mit der
Lichtempfangseinrichtung 50a photogekoppelt, und ein
binärcodiertes elektrisches Signal, das in der Lichtempfangseinrichtung
50a erhalten wird, wird als Ausgangssignal von der
Lichtsendeeinrichtung 50b abgegeben. Das von der
Lichtsendeeinrichtung 50b erzeugte Lichtsignal wird zu dem
Lichtsendebereich 44b abgegeben, der an dem Ende des
Verzweigungslichtleiters 43b liegt, wodurch das Lichtsignal zu dem
Lichtleiter 41 gesendet wird.
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Auf diese Weise umfaßt die zweite Ausführungsform das Paar
von Lichtleitern 41 und 45, von denen jeweils das eine Ende
mit der Seite des benachbarten Amts verbunden und das andere
Ende gegabelt ist, und die Signalsende/Empfangseinrichtung,
die aus der Lichtempfangseinrichtung 50a, der
Lichtsendeeinrichtung 50b usw. gebildet ist, wobei die Enden des Paars
von gegabelten Lichtleitern 4l und 45 kollektiv in zwei
Gruppen aufgeteilt sind, von denen die eine Gruppe als die
Signalempfangsenden genutzt wird, während die andere als die
Signalsendeenden genutzt wird, und die von den
Signalempfangsenden erhaltenen Lichtsignale werden verstärkt und den
Signalsendeenden zugeführt. Es ist somit möglich, die
optische Einzelleitung-Zweirichtungs-Kommunikation in der
Richtung von dem Lichtleiter 41 zu dem Lichtleiter 45 und
umgekehrt durchzuführen. Dabei sind keine der überwachenden
Steuereinrichtungen, Umschalteinrichtungen usw. für die
bidirektionale Nachrichtenübertragung, die im Stand der
Technik vorhanden sind, notwendig.
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Bei der zweiten Ausführungsform werden sämtliche Enden des
Paars von gegabelten Lichtleitern 41 und 45 kollektiv zum
Senden und Empfangen der Signale genutzt, es ist aber auch
möglich, die Lichtsignale in beiden Richtungen zu trennen
und zu verstärken.
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Ferner wird bei der zweiten Ausführungsform das empfangene
Signal während seiner Nutzung in dem empfangenden Amt erneut
gesendet. Selbst wenn also das empfangene Signal in dem
Empfangsamt aufgrund einer Panne desselben nicht genutzt
wird, kann das Signal zuverlässig zu beiden benachbarten
Ämtern gesendet werden.
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Wie bisher beschrieben, besteht die optische
Nachrichtenübertragungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der
Erfindung darin, daß eine Vielzahl von Paaren von
Lichtleitern jeweils mit der Seite eines benachbarten Amts an
einem Ende davon verbunden sind und an ihrem andere Ende
gegabelt sind und ihre Enden kollektiv in zwei Gruppen
aufgeteilt sind, daß eine der beiden Gruppen zum Empfang von
Signalen genutzt wird, während die andere zum Senden von
Signalen genutzt wird, und daß die Lichtsignale, die von den
Signalempfangsenden erhalten werden, verstärkt und an die
Signalsendeenden von der Signalsende/Empfangseinrichtung
abgegeben werden. Daher macht es die Verzweigung des Endes
jedes Lichtleiters möglich, einen Zweig zum Empfang des
Signals und den anderen Zweig zum Senden des Signals zu
verwenden, und es sind Nachrichtungenübertragungen in zwei
Richtungen möglich, ohne daß dafür überwachende
Steuereinrichtungen, Umschalteinrichtungen usw. benötigt werden.
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Die zweite Ausführungsform ist mit einer Empfangseinrichtung
und einer Sendeeinrichtung ausgerüstet. Die Anzahl der
Einrichtungen bedeutet aber keine Einschränkung, es kann
auch eine Vielzahl von Gruppen für jede der Einrichtungen
nach Bedarf vorgesehen sein. Ein solches Beispiel ist als
dritte Ausführungsform der Erfindung in Fig. 6 gezeigt.
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Fig. 6 ist ein Diagramm des allgemeinen Aufbaus einer
optischen Kommunikationsvorrichtung, bei der eine
Einzelleitung-Zweirichtungs-Kommunikation mit der dritten Ausführungsform
der Erfindung realisiert wird. In der Figur bezeichnen die
gleichen Bezugs Zeichen wie bei der zweiten Ausführungsform:
41, 42, 43a, 43b, 44a, 44b, 45, 46, 47a, 47b, 48a, 48b, 50a,
50b, 77 und 78 jeweils identische Teile und werden nicht
nochmals beschrieben.
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51a ist eine zweite Lichtempfangseinrichtung, die den
gleichen Aufbau und die gleiche Funktion wie die erste
Lichtempfangseinrichtung 50a hat, und 51b bezeichnet eine
zweite Lichtsendeeinrichtung, die den gleichen Aufbau und
die gleiche Funktion wie die erste Lichtsendeeinrichtung 50b
hat. Ferner ist mit 52 ein Mikrocomputer bezeichnet. Ebenso
wie vorher bilden die zweite Lichtempfangseinrichtung 51a
und die zweite Lichtsendeeinrichtung 51b eine Signalsende/
Empfangseinrichtung, um ein von einem lichtempfindlichen
Element 61 erhaltenes Lichtsignal durch eine
Verstärkerschaltung 62 zu verstärken und ein Ausgangssignal des
lichtemittierenden Elements 67 der Signalsendeeinrichtung 51b
abzugeben, so daß sie die zweite Durchleiteinrichtung der
ersten Ausführungsform ähnlich wie die erste
Lichtempfangseinrichtung 50a und die erste Lichtsendeeinrichtung 50b
bilden.
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Der allgemeine Betrieb der wie beschrieben aufgebauten
optischen Kommunikationsvorrichtung, die eine
Einzelleitung-Zweirichtungs-Nachrichtenübertragung durchführen kann, läuft
wie folgt ab.
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Ein Lichtsignal, das durch einen Lichtleiter 41 gesendet
wird, wird durch den Verbinder 42 in die zwei
Verzweigungslichtleiter 43a und 43b verzweigt. Das verzweigte
Lichtsignal wird mit der ersten Lichtempfangseinrichtung 50a über
den Lichtempfangsbereich 44a photogekoppelt und von der
ersten Lichtempfangseinrichtung 50a in ein elektrisches
Signal umgewandelt, das verstärkt und binärcodiert wird. Das
elektrische Signal wird von dem lichtemittierenden Element
der ersten Lichtsendeeinrichtung 50b in ein Lichtsignal
umgewandelt, und das Lichtsignal wird von der ersten
Lichtsendeeinrichtung 50b zu dem Lichtempfangsbereich 48b
gesendet, der am Ende des Verzweigungslichtleiters 47b liegt,
wodurch das Lichtsignal zu dem anderen Lichtleiter 45
gesendet wird.
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Außerdem wird ein durch den anderen Lichtleiter 45
gesendetes Lichtsignal in die zwei Verzweigungslichtleiter 47a und
47b durch den Verbinder 46 verzweigt. Das verzweigte
Lichtsignal wird mit der zweiten Lichtempfangseinrichtung 51a
über den Lichtempfangsbereich 48a photogekoppelt, und es
wird von der zweiten Lichtempfangseinrichtung 51a in ein
elektrisches Signal umgewandelt, das verstärkt und
binärcodiert wird. Das elektrische Signal wird von dem
lichtemittierenden Element der zweiten Lichtsendeeinrichtung 51b in
ein Lichtsignal umgewandelt, und das Lichtsignal wird von
der zweiten Lichtsendeeinrichtung 51b zu dem
Lichtsendebereich 44b gesendet, der an dem Ende des
Verzweigungslichtleiters 43b liegt, und dadurch wird das Lichtsignal zu dem
einen Lichtleiter 41 gesendet.
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Dabei werden die Ausgangssignale der ersten
Lichtempfangseinrichtung 50a und der zweiten Lichtempfangseinrichtung 51a
jeweils an die Empfangseingänge (RD1) und (RD2) des
Mikrocomputers 52 angelegt, um die Signale zu decodieren. Wenn
die Signale zu anderen Ämtern übertragen werden müssen,
werden sie jeweils von den Übertragungsausgängen (TD1) und
(TD2) des Mikrocomputers 52 während der Totzeiten der
Lichtleiter 41 und 45 übertragen. Dann können die Signale
gleichzeitig zu den entsprechenden Lichtleitern 41 und 45 in
beiden Richtungen von der ersten und der zweiten
Lichtempfangseinrichtung 50a und 51a gesendet werden.
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Die optische Kommunikationsvorrichtung, die bei der dritten
Ausführungsform die
Einzelleitung-Zweirichtungs-Kommunikation realisiert, weist also das Paar von Lichtleitern 41
und 45 auf, von denen jeweils das eine Ende mit der Seite
des benachbarten Amts verbunden und das andere Ende
verzweigt ist, und die Verstärkungseinrichtung, die aufgebaut
ist aus der ersten Lichtempfangseinrichtung 50a, der zweiten
Lichtempfangseinrichtung 51a usw., wobei die Enden der
gegabelten Verzweigungslichtleiter 43a, 43b und 47a, 47b auf
einer Seite zum Empfang der Signale von den Lichtleitern 41
und 45 und auf der anderen Seite zum Senden der Signale der
Lichtleiter 45 und 41 genutzt werden, und die von den
Signalempfangsenden angelegten Ausgangssignale werden zu
elektrischen Signalen umgewandelt, um den Signalsendeenden
zugeführt zu werden, wobei die elektrischen Signale
verstärkt und erforderlichenfalls binärcodiert werden.
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Das Signal wird somit von dem Signalempfangsende eines
Lichtleiters empfangen, und es wird von der
Verstärkungseinrichtung unabhängig verstärkt und dem Signalsendeende des
anderen Lichtleiters zugeführt, während gleichzeitig oder im
Zeitmultiplexbetrieb das Signal von dem Signalempfangsende
des anderen Lichtleiters empfangen und von der
Verstärkungseinrichtung unabhängig verstärkt und zu dem Signalsendeende
des einen Lichtleiters gesendet wird. Daher können die
bidirektionalen Signale unabhängig voneinander verstärkt und
gesteuert werden. Ferner werden keine überwachenden
Steuereinrichtungen, Umschalteinrichtungen usw. für die
bidirektionale Nachrichtenübertragung benötigt.
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Die Signalsende/Empfangseinrichtung der optischen
Kommunikationsvorrichtung, die gemäß der dritten Ausführungsform zur
Einzelleitung-Zweirichtungs-Kommunikation fähig ist, besteht
aus einer Lichtempfangseinheit, die aus einem
lichtempfindlichen Element, einer Verstärkerschaltung und einer
Schwellenwert- oder Binärcodierungsschaltung aufgebaut ist, und
aus einer Lichtsendeeinheit, die aus einem
Strombegrenzungswiderstand
und einem lichtemittierenden Element aufgebaut
ist. Bei der Durchführung der Erfindung kann aber die
Signalsende/Empfangseinrichtung auch aus dem
lichtempfindlichen Element, der Verstärkerschaltung und dem
lichtemittierenden Element aufgebaut sein, und die
Schwellenwertschaltung kann bei Bedarf angeordnet werden, weil sie die
Wellenformung für die Impulsübertragung ausführt.
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Bei der dritten Ausführungsform wird außerdem in jedem der
zwei Paare von Empfangseinrichtungen und Sendeeinrichtungen
der Vorgang durchgeführt, daß das empfangene Signal, während
es in dem empfangenden Amt genutzt wird, erneut gesendet
wird, anders ausgedrückt heißt das also, daß die zweite
Durchleiteinrichtung der ersten Ausführungsform zweifach
vorgesehen ist. Selbst wenn daher, wie bei der zweiten
Ausführungsform, das empfangene Signal in dem Empfangsamt
aufgrund einer Panne desselben nicht genutzt wird, kann das
gleiche Signal zuverlässig zu beiden benachbarten Ämtern
gesendet werden. Auch wenn ferner die Empfangseinrichtung
und die Sendeeinrichtung eines Paars ausgefallen sind, kann
dasselbe Signal zu beiden angrenzenden Ämtern gesendet
werden.
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Wie bisher beschrieben wurde, besteht die dritte
Ausführungsform der Erfindung darin, daß die Enden eines Paars von
Lichtleitern, die jeweils mit der Seite eines benachbarten
Amts an ihrem einen Ende verbunden und an dem anderen Ende
gegabelt sind, auf der einen Seite zum Empfang der Signale
der entgegengesetzten Lichtleiter und auf der anderen Seite
zum Senden der Signale zu den entgegengesetzten Lichtleitern
genutzt werden und daß die von den Signalempfangsenden
angelegten Ausgangssignale durch
Signalsende/Empfangseinrichtungen verstärkt und den Signalsendeenden zugeführt
werden. Daher können die gleichen Auswirkungen wie bei der
vorhergehenden Ausführungsform erreicht werden, und da die
Lichtsignale von der Signalsende/Empfangseinrichtung in
individuellen Richtungen verstärkt werden können, kann eine
bidirektionale optische Kommunikation von einer
Einzelleitung durchgeführt werden.
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Die Wahrscheinlichkeit, daß die beiden Paare von
Sendeeinrichtungen und Empfangseinrichtungen bei der dritten
Ausführungsform ausfallen, ist sehr gering, aber in seltenen
Fällen kann ein solcher Ausfall vorliegen. Daher ist in Fig.
7 als die vierte Ausführungsform der Erfindung ein Beispiel
gezeigt, bei dem die dritte Ausführungsform zusätzlich mit
der ersten Durchleiteinrichtung der ersten Ausführungsform
ausgestattet ist.
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Fig. 7 ist ein Diagramm des allgemeinen Aufbaus einer
optischen Kommunikationsvorrichtung gemäß der vierten
Ausführungsform, die die Einzelleitung-Zweirichtungs-Kommunikation
realisiert. In der Figur bezeichnen gleiche Bezugszeichen
wie bei der dritten Ausführungsform identisch aufgebaute
Bereiche und identische Funktionen und werden nicht nochmals
beschrieben.
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Der Unterschied der vierten Ausführungsform von Fig. 7 zu
der dritten Ausführungsform von Fig. 6 liegt nur darin, daß
ein Verzweigungslichtleiter 69, der als die erste
Durchleiteinrichtung der ersten Ausführungsform dient, über den
Verbinder 42 und den Verbinder 46 verläuft. Durch das
Vorsehen des Verzweigungslichtleiters 69 als erster
Durchleiteinrichtung auf diese Weise wird ein Lichtsignal, das von
einem benachbarten Amt durch den Lichtleiter 41 oder 45
ankommt, in die drei Verzweigungslichtleiter 43a, 43b, 69
oder 47a, 47b, 69 verzweigt, und das in den
Verzweigungslichtleiter 69 eingekoppelte Licht wird direkt durchgeleitet
und zu dem entgegengesetzten Amt übermittelt.
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Daher wird nicht nur in einem Fall, in dem das Empfangsamt
eine Panne hat, sondern auch in einem Fall, in dem alle
Paare von Empfangseinrichtungen und Sendeeinrichtungen
ausgefallen sind, das Lichtsignal von dem
Verzweigungslichtleiter
69 direkt zu dem benachbarten Amt übertragen. Normale
Nachrichtenübertragung wird im gesamten Netz mit Ausnahme
des ausgefallenen Amts durchgeführt, indem die benachbarten
Ämter durch den einzigen Lichtleiter miteinander verbunden
sind, ohne daß eine Schleifenbildung des Lichtleiters
notwendig ist. Daher werden die gleichen funktionellen
Auswirkungen wie bei der ersten Ausführungsform erreicht.
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Wie oben ausgeführt wird, besteht die optische
Kommunikationsvorrichtung der Erfindung darin, daß eine optische
Kommunikationsvorrichtung eines Amts eine
Lichtsendeeinrichtung hat, die eine Vielzahl von Koppelenden hat, die
ausgebildet sind, um mit einem lichtübertragenden
Lichtleiter gekoppelt zu werden, der einzelne Ämter miteinander
verbindet und der ein Übertragungssignal in Form von Licht
sendet, und eine Lichtempfangseinrichtung hat, die ein
Lichtsignal empfängt; die Vorrichtung weist auf: eine
Lichtsendeeinrichtung mit ersten Verzweigungslichtleitern,
die für die jeweiligen Koppelenden angeordnet sind und von
denen jeweils das eine Ende an dem entsprechenden Koppelende
liegt und das andere Ende an einem Lichtsendebereich der
Lichtsendeeinrichtung liegt, eine Lichtempfangseinrichtung
mit zweiten Verzweigungslichtleitern, die für die jeweiligen
Koppelenden angeordnet sind und von denen jeweils das eine
Ende an dem entsprechenden Koppelende liegt und das andere
Ende der Lichtempfangseinrichtung zugeordnet ist, und eine
Durchleiteinrichtung zum Durchleiten der Lichtsignale, die
durch die jeweiligen Koppelenden fließen, zu den
entgegengesetzten Koppelenden. Daher erzielt die Erfindung den
speziellen Effekt der Bereitstellung der optischen
Kommunikationsvorrichtung mit Zuverlässigkeit und niedrigen Kosten,
die eine Einzelleitungsverbindung ermöglicht, wobei ein
Umschaltsignal von einem anderen Amt, eine überwachende
Steuereinheit im eigenen Amt oder ein teures optisches
Übertragungsprisma sowie ein mechanischer Antriebsmechanismus
zum Bewegen des Prismas nicht erforderlich sind; es wird ein
Zweirichtungs-Kommunikationssystem, das optische
Nachrichtenübertragung
in zwei Richtungen durchführen kann, im
Gegensatz zu einem Einrichtungs-Schleifenringsystem
realisiert, und auch bei einem Ausfall eines Amts kann Licht
zuverlässig durch dieses Amt zu dem benachbarten Amt
durchgeleitet werden.