DE4231919A1 - Anordnung fuer einen elektro-optischen sender - Google Patents
Anordnung fuer einen elektro-optischen senderInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für einen elektro-
optischen Sender für die Nachrichtenübertragung über
Lichtwellenleiter. Eine solche Anordnung besteht aus einem
Sendemodul und einer Treiberschaltung. Der Sendemodul enthält
einen elektrooptischen Wandler, der die zur
Nachrichtenübertragung benutzte Lichtstrahlung erzeugt. Der
Sendemodul ist ferner zum Einkoppeln dieser Lichtstrahlung in
einen Lichtwellenleiter ausgebildet. Die Treiberschaltung
setzt das zu übertragende elektrische Signal in einen
entsprechend modulierten Diodenstrom zum Betrieb des elektro-
optischen Wandlers um. Der Sendemodul ist zum Einkoppeln der
Lichtstrahlung in einen solchen Lichtwellenleiter ausgebildet,
dessen Ende in einem Steckerstift gefaßt ist. Dazu weist der
Sendemodul eine Hülse auf, in die der Steckerstift eingeführt
werden kann. An einem Ende der Hülse befindet sich der
elektro-optische Wandler. Er ist dort so angeordnet, daß die
von ihm ausgehende Lichtstrahlung in den in der Stirnfläche
des Steckers endenden Lichtwellenleiter eingekoppelt wird.
Der Stand der Technik ergibt sich aus folgenden
Veröffentlichungen:
- (1) Fiedler, G. Lampe, W. Neumann: LA565GF - Ein System zur Übertragung von 565 Mbit/s auf Einmoden-Glasfasern. PKI Techn. Mitt. 2/1987, S. 77 bis 83
- (2) DE-OS 39 42 817
- (3) G. Knoblauch: Informationsübertragung über Lichtwellenleiter im industriellen Bereich. Siemens Components 18 (1980) Heft 1, S. 1 bis 7 sowie Heft 3, S. 144 bis 150.
- (4) DE-PS 29 22 949
- (5) DE-PS 37 05 408
- (6) DE-PS 39 02 807
- (7) EP-0 2 96 467 A2
Rechts oben im Bild 4 der Schrift (1) sowie in der Fig. 2 der
Schrift (2) ist jeweils eine Anordnung für einen elektro-
optischen Sender dargestellt. Die Treiberschaltung ist in
diesen beiden Schriften mit "Sendemodulator" bezeichnet, und
statt des Ausdruckes "Sendemodul wird dort der Ausdruck
"Lasersender" gebraucht.
Eine weitere Anordnung für einen elektro-optischen Sender ist
im Bild 2 der Schrift (3) dargestellt. Es ist der Block, der
mit "Eingangsverstärker und elektrisch optischer Wandler"
bezeichnet ist. Mit dem Ausdruck "Eingangsverstärker" ist die
Treiberschaltung gemeint.
Bei den Sendemodulen unterscheidet man zwischen zwei Arten.
Bei der ersten Art ragt der eingesteckte Steckerstift sehr
nahe an den elektro-optischen Wandler heran, und die von ihm
ausgesendete Lichtstrahlung wird unmittelbar in das Ende des
Lichtwellenleiters eingekoppelt. Bei der zweiten Art befindet
sich zwischen dem elektro-optischen Wandler und der Stirnseite
des Steckerstiftes eine optische Linse oder ein ganzes
Linsensystem. Sendemodule der ersten Art sind jeweils mit
eingestrecktem Steckerstift im Bild 3 der Schrift (3) sowie in
der Fig. 1 der Schrift (4) dargestellt. Ein Sendemodul der
zweiten Art ist in der Schrift (5) beschrieben.
Beiden Arten von Sendemodulen ist gemeinsam, daß beim Betrieb
ohne Steckerstift die Lichtstrahlung ins Freie gelangt. Wird
ein leistungsstarker opto-elektrischer Wandler, z. B. eine
Laserdiode, verwendet, so weist auch die ins Freie austretende
Lichtstrahlung eine hohe Leistung auf. Wenn eine solche
leistungsstarke Lichtstrahlung das menschliche Auge trifft,
können Gesundheitsschäden auftreten.
Der Erfindung liegt folgende Aufgabe zu Grunde: Es sollen
Gesundheitsschäden durch eine ins Freie austretende
Lichtstrahlung verhindert werden, wenn die eingangs
beschriebene Anordnung ohne Steckerstift betrieben wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung für einen elektro-
optischen Sender nach dem Patentanspruch 1 oder 2 gelöst.
Mit dem Schutz vor Gesundheitsschäden durch ins Freie
austretende leistungsstarke Lichtstrahlung befassen sich die
Schriften (1), (2), (6) und (7).
Die Schriften (1) und (2) befassen sich mit dem Schutz vor aus
einem gebrochenen Lichtwellenleiter austretender
Lichtstrahlung. Dabei wird ein vollständiges, aus zwei
Endstellen und zwei die Endstellen verbindenden
Lichtwellenleitern bestehendes Duplex-
Nachrichtenübertragungssystem vorausgesetzt. Den Anforderungen
nach (1) und (2) ist gemeinsam, daß eine Schutzschaltung
vorgesehen ist, die bei Nichteintreffen von Lichtstrahlung aus
der Gegenrichtung den eigenen elektro-optischen Wandler, eine
Laserdiode, ausschaltet. Im Bild 4 der Schrift (1) sowie in
der Schrift (2) ist diese Schutzschaltung mit
"Lasersicherheitsabschaltung" bezeichnet. Zum Ausschalten der
Laserdiode ist ein Schalter vorgesehen, der den Diodenstrom
ausschaltet. Das Einschalten ist in den beiden Anordnungen
unterschiedlich gelöst. In der Anordnung nach (1) ist die
Betätigung einer Taste vorgesehen, die im Bild 4 mit
Laserstart" bezeichnet ist. In der Anordnung nach (2) ist ein
Zeitgeber vorgesehen, der die Laserdiode nach einer
Pausenzeit, in (2) als "Wiederholzeit" bezeichnet, wieder
einschaltet.
Aus den Schriften (6) und (7) sind Sendemodule bekannt, die
jeweils einen mechanisch durch den eingeführten Steckerstift
betätigten Schalter aufweisen. Durch diesen Schalter kann der
elektro-optische Wandler bei nicht eingestecktem Steckerstift
ausgeschaltet werden.
Die Erfindung wird an Hand von in den Fig. 1a...4
dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei
folgende Zuordnung gilt:
Es wird zunächst das Ausführungsbeispiel 1 an Hand der Fig. 1a
und 1b beschrieben. In ihnen bedeuten:
SM ein Sendemodul
LH ein Laserdiodenhalter
LD eine Laserdiode
Hü eine Hülse
PE ein Photoelement
TS eine Treiberschaltung
ES ein Eingang und eine Leitung für das zu übertragende elektrische Signal
Ab ein Eingang für ein Abschaltsignal
Sch eine Schutzschaltung
RT eine Rückstelltaste
S₁ bis S₉ Lichtstrahlen (nur in der Fig. 1a)
St ein Steckerstift (nur in der Fig. 1b)
LWL ein Lichtwellenleiter (nur in der Fig. 1b)
Bd ein Bund (nur in der Fig. 1b)
LH ein Laserdiodenhalter
LD eine Laserdiode
Hü eine Hülse
PE ein Photoelement
TS eine Treiberschaltung
ES ein Eingang und eine Leitung für das zu übertragende elektrische Signal
Ab ein Eingang für ein Abschaltsignal
Sch eine Schutzschaltung
RT eine Rückstelltaste
S₁ bis S₉ Lichtstrahlen (nur in der Fig. 1a)
St ein Steckerstift (nur in der Fig. 1b)
LWL ein Lichtwellenleiter (nur in der Fig. 1b)
Bd ein Bund (nur in der Fig. 1b)
In der Fig. 1a ist eine erfindungsgemäße Anordnung für einen
elektro-optischen Sender alleine dargestellt. Sie besteht aus
dem Sendermodul SM, der Treiberschaltung TS und der
Schutzschaltung Sch. Der Sendemodul besteht aus der Hülse Hü,
der Laserdiode LD als ein elektro-optischer Wandler, dem
Laserdiodenhalter und dem Photoelement PE. Die
Treiberschaltung TS weist die Eingänge ES und AB auf und ist
über nicht bezeichnete Anschlußstifte mit der Laserdiode LD
verbunden. Die Schutzschaltung ist mit dem Photoelement PE, der
Rückstelltaste und dem Eingang Ab verbunden.
Es ist der Zustand dargestellt, daß die Treiberschaltung und
damit auch die Laserdiode in Betrieb gesetzt wurde, obwohl
noch kein Steckerstift in den Sendemodul eingesteckt wurde.
Die Laserdiode sendet also Lichtstrahlung aus, dargestellt
durch die Lichtstrahlen S1 bis S9. Ein Teil dieser
Lichtstrahlung, nämlich die Lichtstrahlen S3 bis S7, gelangen
ins Freie und könnten dort zu Gesundheitsschäden führen. Ein
Teil der Lichtstrahlung, nämlich die Lichtstrahlen S1, S2, S8
und S9, trifft auf die Innenwand der Hülse Hü. Und dort, wo
diese Lichtstrahlung die Innenwand trifft, befindet sich das
Photoelement PE oder irgendein opto-elektrischer Wandler, der
ein elektrisches Signal abgibt, wenn er von einem Lichtstrahl
getroffen wird. Im hier dargestellten Fall trifft der
Lichtstrahl S8 auf das Photoelement, welches daraufhin ein
entsprechendes elektrisches Signal an die Schutzschaltung
abgibt. Die Schutzschaltung wird dadurch in den
Abschaltzustand versetzt. In diesem Zustand erzeugt sie das
Abschaltsignal, welches dem Eingang Ab der Treiberschaltung
zugeleitet wird. Die Treiberschaltung ist so ausgebildet, daß
sie daraufhin den Diodenstrom zum Betrieb der Laserdiode LD
abschaltet. Dies so bewirkte Abschalten geschieht so schnell,
daß nur kurze Zeit Lichtstrahlung ins Freie gelangt und wegen
dieser kurzen Zeit Gesundheitsschäden nicht zu befürchten
sind.
Wegen des zuvor geschilderten nur kurzzeitigen Betriebes der
Laserdiode wird das Photoelement PE nur kurzzeitig von
Lichtstrahlung getroffen, und es gibt nur entsprechend
kurzzeitig ein elektrisches Signal an die Schutzschaltung Sch
ab. Die Schutzschaltung ist bistabil ausgebildet, d. h., auf
ein kurzzeitiges Signal vom Photoelement hin wird sie für
dauernd in den Abschaltzustand versetzt, so daß die Laserdiode
für dauernd ausgeschaltet ist.
Um die Schutzschaltung vom Abschaltzustand in den
Betriebszustand zu versetzen und so die Laserdiode
einzuschalten, ist die Rückstelltaste RT vorgesehen, die zu
diesem Zweck kurzzeitig zu betätigen ist. Wird sie betätigt,
wenn noch kein Stecker eingesteckt ist, so wird die
Schutzschaltung wie zuvor beschrieben sofort wieder in den
Abschaltzustand versetzt.
In der Fig. 1b ist die erfindungsgemäße Anordnung mit
eingestecktem Steckerstift St dargestellt. Im Steckerstift ist
der zur Nachrichtenübertragung benutzte Lichtwellenleiter LWL
gefaßt. Er endet an der Stirnfläche des Steckerstiftes. Der
Steckerstift weist einen Bund Bd zu seiner Fixierung in der
Hülse auf. Weitere Mittel zur Fixierung des Steckerstiftes in
der Hülse, wie z. B. eine Überwurfmutter und das zugehörige
Außengewinde auf der Hülse, sind nicht dargestellt. Das
Photoelement ist so bündig in die Innenwand der Hülse
eingebaut, daß das Einstecken des Steckerstiftes nicht
behindert wird und das Photoelement vom Steckerstift abgedeckt
ist. Wenn in diesem Zustand die Laserdiode, z. B. durch
Betätigen der Rückstelltaste, in Betrieb genommen wird , so
gelangt keine Lichtstrahlung auf das Photoelement, und die
Schutzschaltung bleibt im Betriebszustand. Die von der
Laserdiode ausgesandte Lichtstrahlung wird in die Stirnfläche
des Lichtwellenleiters eingekoppelt und durch ihn zur
Nachrichtenübertragung zum nicht dargestellten Empfänger
geleitet.
An Hand der Fig. 2a und 2b wird eine Abwandlung des zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Abwandlung
besteht darin, daß ein Sendemodul SM′ mit einer Kugellinse KL
verwendet wird. Mit KH ist ein Kugelhalter bezeichnet. Mit LH′
ist ein Laserdiodenhalter bezeichnet, in welchem in nicht
dargestellter Weise die Laserdiode LD eingebaut ist. Die von
der Laserdiode LD ausgehende Lichtstrahlung wird von der
Kugellinse KL in den Brennpunkt F fokussiert. Bei nicht
eingestecktem Steckerstift divergiert, wie in der Fig. 2a
dargestellt, die Lichtstrahlung nach dem Brennpunkt wieder.
Wie im zuvor beschriebenen Beispiel
gelangt sie zum Teil ins Freie. Ein anderer Teil trifft die
Innenwand der Hülse Hü′ und das Photoelement PE.
Bei eingestecktem Steckerstift St befindet sich das Ende des
Lichtwellenleiters LWL im Brennpunkt, so daß die
Lichtstrahlung in den Lichtwellenleiter eingekoppelt wird. Es
gelangt keine Lichtstrahlung zum Photoelement PE. Die
Funktionen der Schutzschaltung Sch, der Rückstelltaste und der
Treiberschaltung TS sind die gleichen wie im zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispiel.
An Hand der Fig. 3 wird eine weitere Abwandlung des an Hand
der Fig. 1a und 1b beschriebenen Ausführungsbeispiels
erläutert. Die Treiberschaltung TS′ weist keinen Eingang Ab
auf. Statt dessen ist zwischen der Treiberschaltung TS′ und
der Laserdiode LD in den Stromkreis für den Diodenstrom ein
Diodenstromschalter SD eingefügt. Im Abschaltezustand ist
dieser Schalter geöffnet und so der Diodenstrom unterbrochen.
Ob die Treiberschaltung zur Abschaltung des Diodenstromes
ausgebildet ist oder ob ein Diodenstromschalter vorgesehen
ist, so ist beiden Varianten doch gemeinsam, daß Mittel zum
Abschalten des elektro-optischen Wandlers vorgesehen sind.
An Hand der Fig. 4 wird ein zweites Ausführungsbeispiel
beschrieben. Es unterscheidet sich vom ersten, in den Fig.
1a und 1b dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die
Schutzschaltung Sch′ astabil ausgebildet ist. Dadurch ist eine
Rückstelltaste entbehrlich. Ein Zeitgeber versetzt die
Schutzschaltung selbsttätig jeweils nach einer Pausenzeit von
etwa 10 s nach Eintritt des Abschaltzustandes wieder in den
Betriebzustand, so daß die Laserdiode LD wieder eingeschaltet
wird. Ist noch kein Steckerstift eingesteckt, so wird wie im
ersten Ausführungsbeispiel über das Photoelement PE wieder der
Abschaltzustand hergestellt. Dies dauert etws 50 ms. Es
gelangt also jeweils etwa 50 ms lang Lichtstrahlung ins Freie
mit Pausen von etwa 10 s Länge. So ist die mittlere
Lichtleistung so gering, daß Gesundheitsschäden nicht zu
befürchten sind. Ist jedoch der Steckerstift eingeführt, so
bleibt der durch den Zeitgeber eingeleitete Betriebszustand
erhalten und damit die Laserdiode eingeschaltet.
Das zweite Ausführungsbeispiel kann sinngemäß in der in den
Fig. 2a, 2b und 3 dargestellten Weise abgewandelt werden.
Claims (2)
1. Anordnung für einen elektro-optischen Sender für die
Nachrichtenübertragung über Lichtwellenleiter mit folgenden
Merkmalen:
- a) Die Anordnung weist einen Sendemodul (SM, Fig. 1a) und eine Treiberschaltung (TS) auf.
- b) Der Sendemodul (SM) besteht aus einer Hülse (Hü) und weist einen an einem Ende der Hülse angebrachten elektro-optischen Wandler (LD) auf.
- c) Die Hülse (Hü) ist zur Aufnahme eines Steckerstiftes (St, Fig. 1b), in welchem ein Lichtwellenleiter (LWL) gefaßt ist, ausgebildet.
- d) Der elektro-optische Wandler (LD) ist so in die Hülse (Hü) eingebaut, daß die von ihm ausgehende Lichtstrahlung bei eingestecktem Steckerstift (St) in den Lichtwellenleiter (LWL) eingekoppelt wird.
- e) An der Innenwand der Hülse (Hü) ist ein opto-elektrischer Wandler (PE) so angebracht, daß er bei nicht eingestecktem Steckerstift von der Lichtstrahlung (S8, Fig. 1a) getroffen wird und bei eingestecktem Steckerstift (St, Fig. 1a) von der Lichtstrahlung nicht getroffen wird.
- f) Es sind Mittel (TS, Ab; Fig. 1a bzw. SD, Ab; Fig. 3) zum Abschalten des elektro-optischen Wandlers (LD) vorgesehen.
- g) Es ist eine Schutzschaltung (Sch) vorgesehen, die mit dem opto-elektrischen Wandler (PE) und den Mitteln (Ab) zum Abschalten des elektro-optischen Wandlers (LD) verbunden ist.
- h) Die Schutzschaltung (Sch) ist so ausgebildet, daß ein nur kurzzeitiges Auftreffen von Lichtstrahlung auf den opto- elektrischen Wandler (PE) zum dauernden Ausschalten des elektro-optischen Wandlers (LD) führt.
- i) Es ist eine Rückstelltaste (RT) vorgesehen, die mit der Schutzschaltung (Sch) verbunden ist.
- k) Die Schutzschaltung (Sch) ist so ausgebildet, daß ein Betätigen der Rückstelltaste (RT) zum Einschalten des elektro- optischen Wandlers (LD) führt.
2. Anordnung für einen elektro-optischen Sender für die
Nachrichtenübertragung über Lichtwellenleiter mit folgenden
Merkmalen:
- a) Die Anordnung weist einen Sendemodul (SM, Fig. 1a) und eine Treiberschaltung (TS) aus.
- b) Der Sendemodul (SM) besteht aus einer Hülse (Hü) und weist einen an einem Ende der Hülse angebrachten elektro-optischen Wandler (LD) auf.
- c) Die Hülse (Hü) ist zur Aufnahme eines Steckerstiftes (St, Fig. 1b), in welchem ein Lichtwellenleiter (LWL) gefaßt ist, ausgebildet.
- d) Der elektro-optische Wandler (LD) ist so in die Hülse (Hü) eingebaut, daß die von ihm ausgehende Lichtstrahlung bei eingestecktem Steckerstift (St) in den Lichtwellenleiter (LWL) eingekoppelt wird.
- e) An der Innenwand der Hülse (Hü) ist ein opto-elektrischer Wandler (PE) so angebracht, daß er bei nicht eingestecktem Steckerstift von der Lichtstrahlung (S8, Fig. 1a) getroffen wird und bei eingestecktem Steckerstift (St, Fig. 1a) von der Lichtstrahlung nicht getroffen wird.
- f) Es sind Mittel (TS, Ab; Fig. 1a bzw. SD, Ab; Fig. 3) zum Abschalten des elektro-optischen Wandlers (LD) vorgesehen.
- g) Es ist eine Schutzschaltung (Sch) vorgesehen, die mit dem opto-elektrischen Wandler (PE) und den Mitteln (Ab) zum Abschalten des elektro-optischen Wandlers (LD) verbunden ist.
- h) Die Schutzschaltung (Sch) ist so ausgebildet, das nach einem Auftreffen von Lichtstrahlung auf den opto-elektrischen Wandler (PE) der elektro-optische Wandler ausgeschaltet und nach einer Pausenzeit selbsttätig wieder eingeschaltet wird.
- i) Die Pausenzeit ist so bemessen, daß die ins Freie gelangende Lichtstrahlung eine geringe, nicht gesundheitsgefährdende mittlere Strahlungsleistung aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4231919A DE4231919B4 (de) | 1991-10-17 | 1992-09-24 | Sendemodul für einen elektro-optischen Sender |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEP4134355.7 | 1991-10-17 | ||
DE4134355 | 1991-10-17 | ||
DE4231919A DE4231919B4 (de) | 1991-10-17 | 1992-09-24 | Sendemodul für einen elektro-optischen Sender |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4231919A1 true DE4231919A1 (de) | 1993-04-22 |
DE4231919B4 DE4231919B4 (de) | 2006-01-26 |
Family
ID=25908289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4231919A Expired - Lifetime DE4231919B4 (de) | 1991-10-17 | 1992-09-24 | Sendemodul für einen elektro-optischen Sender |
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Country | Link |
---|---|
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