DE4243400A1 - Optischer Transceiver zur bidirektionalen Nachrichtenübertragung und Verfahren zum Betreiben des optischen Transceivers - Google Patents
Optischer Transceiver zur bidirektionalen Nachrichtenübertragung und Verfahren zum Betreiben des optischen TransceiversInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen optischen Transceiver zur bi
direktionalen Nachrichtenübertragung über einen Lichtwel
lenleiter unter Verwendung eines Biegekopplers sowie ei
nes ein Sendesignal liefernden optischen Senders und ei
nes ein Empfangssignal aufnehmenden optischen Empfängers.
Ein optischer Transceiver dieser Art, d. h. ein kombinier
tes Sende- und Empfangselement, mit dem in eine Übertra
gungsrichtung gesendet sowie weiterhin in Gegenrichtung
empfangen werden kann, ist aus der US 4 301 543 bekannt.
Dieser bekannte optische Transceiver weist zur bidirektio
nalen Nachrichtenübertragung einen Sender und einen Emp
fänger auf, die räumlich abgesetzt mit Hilfe eines Biege
kopplers endseitig an einen bidirektionalen Übertragungs-
Lichtwellenleiter angekoppelt sind. Aus der Stirnseite
dieses bidirektionalen Lichtwellenleiters nimmt der Emp
fänger des optischen Transceivers ein Empfangssignal über
einen endseitig angeschlossenen Anschluß-Lichtwellenleiter
auf. Der Sender des optischen Transceivers speist hingegen
ein Sendesignal in einen eigens vorgesehenen Zuführ-Licht
wellenleiter ein, der mit seiner abgeschrägten Stirnseite
auf den in seinem Endabschnitt gekrümmt geführten, bidirek
tionalen Lichtwellenleiter trifft. An ihrer etwa ellipsen
förmigen Berührungsstelle sind der Zuführ-Lichtwellenlei
ter entlang seiner abgeschrägten Stirnseite und der bogen
förmige Endabschnitt des bidirektionalen Lichtwellenlei
ters durch ein Harz fest miteinander verklebt bzw. ver
bunden. Dadurch, daß der bekannte optische Transceiver am
gekrümmten Endabschnitt des bidirektionalen Lichtwellen
leiters bzw. des Übertragungs-Lichtwellenleiters dauerhaft
fixiert ist, ist seine An- und Abkopplung erschwert. Für
die Ankopplung sind am bogenförmigen Endabschnitt des bi
direktionalen Lichtwellenleiters sowie am Zuführ-Licht
wellenleiter des Senders aufwendige Präparationsmaßnahmen
erforderlich. So muß für eine einwandfreie Einkopplung
eines Sendesignals der Zuführ-Lichtwellenleiter mit seiner
Stirnseite z. B. besonders genau an den bidirektionalen
Lichtwellenleiter im Bereich ihrer gemeinsamen Berührungs
stelle angepaßt sein. Der Empfänger erhält seine Empfangs
signale über einen Anschluß-Lichtwellenleiter, der fest an
das stirnseitige Ende des bidirektionalen Lichtwellenlei
ters angeschlossen ist. Aus diesen Gründen ist die An- und
Abkopplung des bekannten optischen Transceivers und somit
seine Handhabung zeit- und arbeitsaufwendig sowie auf die
endseitige An- bzw. Abkopplung beschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg auf
zuzeigen, wie ein optischer Transceiver in einfacher Weise
mit seinem Sender und weiterhin mit seinem Empfänger zur
bidirektionalen Nachrichtenübertragung entlang eines be
liebig vorgebbaren Lichtwellenleiter-Streckenabschnitts
zuverlässig angekoppelt werden kann.
Gemäß einer ersten Lösung wird diese Aufgabe bei einem op
tischen Transceiver der eingangs genannten Art dadurch ge
löst, daß der Transceiver als Biegekoppler derart ausge
bildet ist, daß er entlang des Lichtwellenleiters jeweils
an einem beliebig vorgebbaren Lichtwellenleiter-Abschnitt
ankoppelbar ist, und daß im Krümmungsbereich des Biege
kopplers jeweils der Sender und weiterhin der Empfänger
derart positioniert sind, daß in diesem Krümmungsbereich
jeweils Anteile des Empfangssignals, das im Lichtwellen
leiter in Übertragungsrichtung auf den Biegekoppler zu
geführt ist, vom Empfänger aufnehmbar sind und daß wei
terhin in diesem Krümmungsbereich das optische Sende
signal vom Sender in entgegengesetzter Richtung in den
Lichtwellenleiter einkoppelbar ist.
Ein Vorteil der Erfindung besteht vor allem darin, daß der
optische Transceiver an einem beliebig vorgebbaren Strecken-
Abschnitt des Lichtwellenleiters ohne aufwendige Präpara
tionsmaßnahmen sowie ohne notwendigen Zugang zu dessen end
seitigen Stirnflächen an- bzw. abgekoppelt werden kann.
Dies wird mittels einer Kopplung nach dem Biegekopplerprin
zip erreicht, bei der jeweils der Sender und weiterhin der
Empfänger gleichzeitig räumlich im Krümmungs- bzw. Koppel
bereich des Biegekopplers angeordnet sind. Sender und Emp
fänger sind dort derart positioniert, daß zum einen Licht
vom Sender mit einem für eine einwandfreie Sendesignal
Einkopplung ausreichend hohen Koppelfaktor bzw. Koppel
wirkungsgrad an einem vorgebbaren Einkoppelort entlang des
gekrümmten Strecken-Abschnittes des Lichtwellenleiters vor
zugsweise in dessen Kern einkoppelbar ist. Weiterhin ist
zugleich aus dem Empfangssignal entlang dieses Krümmungsab
schnitts in Gegenrichtung ausgekoppeltes Licht mit einem
für eine einwandfreie Empfangssignal-Aufnahme ausreichend
hohen Koppelfaktor vom optischen Empfänger aufnehmbar. Das
Absenden und weiterhin das Aufnehmen von Sende- und Emp
fangssignalen ist somit in einfacher Weise bei gleichzei
tig verbesserter Handhabbarkeit des optischen Transceivers
im räumlich begrenzten Krümmungsbereich des Lichtwellen
leiters durch eine gemeinsame Anordnung des optischen
Senders und Empfängers zuverlässig möglich. Durch die ge
meinsame, d. h. räumlich gleichzeitige, Anordnung von Sen
der und Empfänger im Koppelbereich des jeweiligen opti
schen Transceiver wird eine bidirektionale Übertragung von
Kommunikationssignalen, wie z. B. von Daten- und/oder
Sprachsignalen, d. h. ein Nachrichtenaustausch zwischen
zwei einander zugeordneten optischen Transceivern z. B. in
einem Kommunikationsnetz über einen einzigen Übertragungs-
Lichtwellenleiter ermöglicht. Dadurch können z. B. in opti
schen Nachrichten-Kabeln optische oder elektrische Über
tragungsleitungen für Senden und Empfangen bei Verlegear
beiten entfallen.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist
im Krümmungsbereich des Biegekopplers zwischen dem Sender
und dem gekrümmt geführten Lichtwellenleiter mindestens
ein dem Sender getrennt zugeordnetes, optisches Hilfsmit
tel und/oder weiterhin zwischen dem Empfänger und dem ge
krümmt geführten Lichtwellenleiter mindestens ein dem Emp
fänger getrennt zugeordnetes optisches Hilfsmittel vorge
sehen. Durch diese optischen Hilfsmittel kann jeweils der
Koppelwirkungsgrad bzw. Koppelfaktor individuell für den
Sender und/oder weiterhin für den Empfänger im Krümmungs
bereich des optischen Transceivers zur Lichtein- und/oder
weiterhin zur Lichtauskopplung verbessert, d. h. weitgehend
optimiert, werden. Diese optischen Hilfsmittel können also
zweckmäßigerweise eigens zwischen dem Sender und dem ge
krümmt geführten Lichtwellenleiter und/oder eigens zwi
schen dem Empfänger und dem gekrümmt geführten Lichtwellen
leiter zur verlustarmen Lichtführung angeordnet sein, d. h.
dem Sender und/oder dem Empfänger kann jeweils mindestens
ein getrenntes optisches Hilfsmittel individuell zugeord
net sein, um ein Sende-Strahlungsfeld vom Sender auf ei
nen vorgebbaren Einkoppelort des Krümmungsabschnitts mög
lichst optimal zu leiten und/oder ein entlang des Krüm
mungsabschnitts ausgekoppeltes Empfangs-Strahlungsfeld
dem Empfänger möglichst optimal zuzuführen. Anstelle ge
trennter optischer Hilfsmittel kann im Krümmungsbereich
auch vorteilhaft zumindest ein dem Sender und dem Empfän
ger gemeinsam zugeordnetes, optisches Hilfsmittel ange
bracht bzw. zwischengeschaltet sein.
Als getrennte optische Hilfsmittel sind für den Sender
und/oder für den Empfänger beispielsweise diskrete opti
sche Linsen, externe Lichtwellenleiter, Gradientenindex-
Stablinsen, usw. vorteilhaft gewählt. Als gemeinsame opti
sche Hilfsmittel für den Sender und den Empfänger eignen
sich z. B. Strahlteiler, y-Verzweigung, Faserkoppler, usw.
Besonders vorteilhaft kann die Halterung des Biegekopplers,
in der der Lichtwellenleiter gekrümmt geführt wird, trans
parent z. B. aus Glas, Plexiglas, usw. als getrenntes oder
gemeinsames optisches Hilfsmittel für den Sender und/oder
für den Empfänger ausgebildet sein. Die transparente Hal
terung kann dazu zweckmäßigerweise jeweils gekrümmte, als
Linsen wirkende Flächen für den Empfänger und/oder den
Sender aufweisen. Diese sammeln zum einen entlang der
Krümmung des Lichtwellenleiters austretende, vorwiegend
divergente Lichtanteile des Empfangssignals, so daß dessen
Empfangs Strahlungsfeld mit weitgehend optimalem Koppelwir
kungsgrad aufgenommen wird. Unabhängig davon wird zum ande
ren durch diese "Linsenflächen" Licht vom Sender als Sende-
Strahlungsfeld z. B. auf eine bezüglich ihrer Lage optimale
Einkoppelstelle des Lichtwellenleiter-Krümmungsabschnitts
fokussiert, so daß im Lichtwellenleiter ein Sendesignal
mit besonders hoher, d. h. weitgehend optimaler Lichtlei
stung hervorgerufen wird.
Durch Hilfsmaßnahmen wie z. B. dem Zwischenschalten opti
scher Hilfsmittel kann somit vorteilhaft weitgehend
sichergestellt werden, daß der Sender unabhängig von der
räumlichen Lage des Empfängers sein Sendesignal in den
Übertragungs-Lichtwellenleiter an einem vorgebbaren Ein
koppelort des Lichtwellenleiter-Krümmungsabschnitts mög
lichst optimaler Lichtleistung, d. h. besonders hohem Kop
pelfaktor, einspeisen kann. Gleichzeitig ist dabei vorteil
haft gewährleistet, daß der Empfänger unabhängig, d. h. ent
koppelt, von der räumlichen Lage des Senders in Gegenrich
tung das Empfangs-Strahlungsfeld, das entlang nahezu des
gesamten Krümmungsabschnitts jeweils etwa tangential ausge
koppelt wird, möglichst optimal, d. h. mit etwa maximal mög
lichem Koppelfaktor, aufnehmen kann.
Darüber hinaus ist es mit den zwischengeschalteten, opti
schen Hilfsmitteln vorteilhaft möglich, den optischen Trans
ceiver in einfacher Weise relativ kompakt, das heißt ohne
großen Platzbedarf bzw. Abmessungen, aufbauen zu können.
Der Biegekoppler mit dem Sender und dem Empfänger eignet
sich deshalb als optischer Transceiver besonders zum Ein
bau in Geräten für die bidirektionale Nachrichtenübertra
gung, wie z. B. in einem optischen Telefon ("Optiphon").
Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einer zweiten Lösung
bei einem optischen Transceiver der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß an einem ersten Streckenabschnitt
des Lichtwellenleiters ein erster Biegekoppler mit einem
dessen Krümmungsbereich zugeordneten optischen Sender so
wie in einem nachfolgenden zweiten Streckenabschnitt ein
zweiter Biegekoppler mit einem dessen Krümmungsbereich
zugeordneten optischen Empfänger angekoppelt sind, und
daß der Sender eine Strahlungscharakteristik aufweist,
die von der Empfangscharakteristik des Empfängers ver
schieden ist.
Diese Hintereinanderschaltung von Sender und Empfänger
weist als einen Vorzug auf, daß zum einen der Sender al
lein im Krümmungsbereich seines Biegekopplers d. h. ohne
und unabhängig vom Empfänger, zur optimalen Einkopplung
seines Sendesignals in einen vorgebbaren Einkoppelort ent
lang des ersten Krümmungsabschnitts positioniert werden
kann. Zum anderen kann der Empfänger separat, d. h. entkop
pelt vom Sender, in seinem getrennten, zweiten Krümmungs
bereich zur optimalen Aufnahme des Empfangssignals frei
wählbar räumlich angeordnet und ausgerichtet werden. Der
Sender weist eine Strahlungscharakteristik auf, die von
der Empfangscharakteristik des Empfängers verschieden
ist, so daß Sender und Empfänger in ihrem jeweiligen, in
dividuell zugeordneten Krümmungsbereich voneinander ent
koppelt sind und ein getrenntes, störungsfreies Senden und
Empfangen ermöglichen.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Weiterbildung der Erfin
dung weist der erste Biegekoppler einen kleineren Krüm
mungsradius als der zweite Biegekoppler auf. Aufgrund
unterschiedlicher Krümmungsradien des Lichtwellenleiters
im Biegekoppler des Senders und des Empfängers kommt es zu
voneinander verschiedenen Koppelfaktoren für den Sender
und den Empfänger in Abhängigkeit von der Wellenlänge des
geführten Lichtes, so daß der Sender vorteilhaft weitge
hend unbeeinflußt vom Empfänger ein Sendesignal mit einer
bestimmten Wellenlänge einspeisen und weiterhin zugleich
vorteilhaft der Empfänger ein Empfangssignal mit einer vom
Sendesignal unterschiedlichen Wellenlänge aufnehmen bzw.
registrieren kann.
Gemäß einer weiteren, zweckmäßigen Weiterbildung der Erfin
dung wird ein optisches Kommunikationsnetz zur bidirektio
nalen Nachrichtenübertragung über einen Lichtwellenleiter
mit Hilfe mindestens zweier erfindungsgemäßer optischer
Transceiver aufgebaut. Der optische Transceiver kann beson
ders zweckmäßig Bestandteil eines Gerätes zur bidirektio
nalen Nachrichtenübertragung, wie z. B. eines optischen
Telefons ("Optiphons") sein, das entlang einer Lichtwel
lenleiter-Übertragungsstrecke insbesondere z. B. bei Ver
legearbeiten von optischen Nachrichtenkabeln, frei wählbar
angeklemmt werden kann.
Die Erfindung betrifft auch ein erstes Verfahren zum Be
treiben eines optischen Transceivers über einen Licht
wellenleiter unter Verwendung eines Biegekopplers, wobei
jeweils von einem optischen Sender ein Sendesignal abge
geben sowie von einem optischen Empfänger ein Empfangs
signal aufgenommen wird, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß der Biegekoppler entlang des Lichtwellenleiters
jeweils an einem beliebig vorgebbaren Lichtwellenleiter-
Abschnitt angekoppelt wird, und daß im Krümmungsbereich
des Biegekopplers jeweils der Sender und weiterhin der
Empfänger derart positioniert werden, daß in diesem Krüm
mungsbereich jeweils Anteile des Empfangssignals, das im
Lichtwellenleiter in Übertragungsrichtung auf den Biege
koppler zugeführt wird, vom Empfänger aufgenommen werden
und weiterhin jeweils das Sendesignal vom Sender in ent
gegengesetzter Richtung in den Lichtwellenleiter einge
koppelt wird.
Die Erfindung betrifft ebenso ein zweites Verfahren zum
Betreiben eines optischen Transceivers über einen Licht
wellenleiter unter Verwendung eines Biegekopplers, wobei
jeweils von einem optischen Sender ein Sendesignal abge
geben sowie von einem optischen Empfänger ein Empfangs
signal aufgenommen wird, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß an einem ersten Streckenabschnitt des Lichtwel
lenleiters ein erster Biegekoppler mit einem dessen Krüm
mungsbereich zugeordneten optischen Sender sowie in einem
nachfolgenden zweiten Streckenabschnitt ein zweiter Bie
gekoppler mit einem dessen Krümmungsbereich zugeordneten
optischen Empfänger angekoppelt werden, und daß das Sen
designal vom Sender mit einer Strahlungscharakteristik am
Einkoppelort entlang des gekrümmten Lichtwellenleiters
eingekoppelt wird, die von der Empfangscharakteristik des
Empfängers, mit dem Anteile des Empfangssignals aufgenom
men werden, verschieden ist.
Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen wiedergegeben.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend
anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen ersten erfin
dungsgemäßen, optischen Transceiver,
Fig. 2 in schematischer Darstellung ein optisches Kom
munikationsnetz mit zwei optischen Transceivern
nach Fig. 1,
Fig. 3 mit 10 in schematischer Darstellung Abwandlungen
des optischen Transceivers nach Fig. 1,
Fig. 11 in schematischer Darstellung einen zu Fig. 1
abgewandelten optischen Transceiver nach dem
Mikrokrümmungs-Kopplerprinzip,
Fig. 12 in schematischer Darstellung einen zweiten er
findungsgemäßen optischen Transceiver zur bi
direktionalen Nachrichtenübertragung in einem
optischen Kommunikationsnetz,
Fig. 13 Koppelverluste eines optischen Transceivers
nach Fig. 12 in Abhängigkeit von Krümmungs
radius und Wellenlänge eines Übertragungs-
Lichtwellenleiters,
Fig. 14 schematisch Ein- und Aus-Koppelverhältnisse ent
lang eines Lichtwellenleiter-Krümmungsabschnitts
in einem optischen Transceiver nach den Fig.
1 mit 12,
Fig. 15 schematisch Abbildungsverhältnisse von ein- und
ausgekoppelten Licht bei einem Strahlteiler im
optischen Transceiver von Fig. 7 und
Fig. 16 schematisch Ein- und Aus-Koppelverhältnisse bei
einem zu Fig. 4 abgewandelten optischen Trans
ceiver.
In Fig. 1 ist ein optischer Transceiver OT1 an einem be
liebig wählbaren, longitudinalen Strecken-Abschnitt A1 ei
nes Übertragungs-Lichtwellenleiters LW1 mittels eines Bie
gekopplers BK1 angekoppelt. Dieser longitudinale Strecken
abschnitt A1 ist in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet.
Zur Ankopplung wird der Lichtwellenleiter LW1 im geöffne
ten Zustand des Biegekopplers BK1 auf ein sich zur Längs
achse des Lichtwellenleiters LW1 etwa parallel erstrecken
des, eingangsseitiges Auflageteil PE1 mit planer Oberseite
sowie auf ein ausgangsseitiges, ebenes Auflageteil PE2 ei
ner Halterung TH1 aufgelegt. Beim Schließen des Biegekopp
lers BK1, das symbolisch mit Hilfe eines Pfeiles WP1 ange
deutet ist, wird der Lichtwellenleiter LW1 z. B. durch ei
nen etwa kreiszylinderförmigen, dornartigen Biegebalken
ZT1 in eine etwa kreisbogen-segmentartige Senke bzw. Mulde
SE der als Aufnahmeteil ausgebildeten Halterung TH1 ge
drückt. Dort im Mittelteil des Aufnahmeteils TH1 wird der
Lichtwellenleiter LW1 vorzugsweise mittels einer Führungs
nut FN1 am Außenumfang des Biegedorns bzw. Zylinders ZT1
entlang eines Krümmungs- bzw. Koppelabschnittes K1 ge
krümmt geführt und durch den Biegebalken ZT1 mit einer
weitgehend definierten, d. h. vorgebbaren, Druckkraft am
Boden der Senke SE in seiner Lage gesichert sowie zur Ein-
und/oder Auskopplung von Licht fest angepreßt. Auf diese
Weise ist der Lichtwellenleiter LW1 um den Zylinder ZT1 in
dessen Führungsnut FN1 entlang des Krümmungs- bzw. Koppel
abschnitts K1 bogenförmig bzw. gekrümmt herumgelegt. Zweck
mäßigerweise wird der Lichtwellenleiter LW1 zur Lichtein-
bzw. Lichtauskopplung um einen Krümmungs- bzw. Kreisbogen
winkel KW1 zwischen etwa 5 und 180 Grad, insbesondere um
90°, abweichend von seiner longitudinalen Erstreckung um
den Zylinder ZT1 gebogen bzw. gekrümmt festgehalten. Dafür
ist zweckmäßigerweise ein Krümmungsradius annähernd zwi
schen etwa 2 mm und 10 mm, insbesondere um 3 mm, gewählt.
Zur Ein- und/oder Auskopplung von Licht ist die Halterung
TH1 im strichpunktiert markierten Krümmungs- bzw. Koppel
bereich KB1 des Biegekopplers BK1, der dem Krümmungsab
schnitt K1 des Lichtwellenleiters LW1 zugeordnet ist, vor
teilhaft transparent ausgebildet, also aus durchsichtigem
Material, wie Glas, Plexiglas, usw.
Um in den gekrümmt geführten Lichtwellenleiter LW1 an ei
nem Einkoppelort bzw. einer Einkoppelstelle entlang seines
sich begrenzt erstreckenden Krümmungsabschnitts K1 ein Sen
designal SS1 in eine Übertragungsrichtung einkoppeln sowie
weiterhin entlang dieses Krümmungsabschnitts K1 Anteile
eines Empfangssignals ES1, das im Übertragungs-Lichtwellen
leiter LW1 in Gegenrichtung läuft, auskoppeln zu können,
werden im zugehörigen, räumlich eingeschränkten Krüm
mungsbereich KB1 des Biegekopplers BK1 ein Sender S1 sowie
weiterhin ein Empfänger E1 gemeinsam angeordnet. Dabei
können aber z. B. praktisch verfügbare Sende- und/oder
Empfangselemente aufgrund ihrer räumlichen Ausdehnung
oder z. B. der Sender S1 und/oder der Empfänger E1 bei
besonders kleinen Krümmungsradien entlang des räumlich
begrenzten Koppelabschnitts K1, d. h. wegen des Platzman
gels im zugeordneten Koppelbereich KB1 nicht ohne wei
teres jeweils einzeln bzw. individuell in eine hinsicht
lich der Lichtein- und/oder Lichtauskopplung optimale Kop
pelposition gebracht werden. Aus diesem Grund werden der
Sender S1 und /oder der Empfänger E1 im optischen Trans
ceiver OT1 derart ausgebildet bzw. dimensioniert und/oder
diesen optische Hilfsmittel derart zugeordnet, daß sich
dennoch jeweils ein für die Lichtein- und/oder Lichtaus
kopplung weitgehend optimaler Koppelwirkungsgrad bzw.
Koppelfaktor für den Sender und/oder entkoppelt für den
Empfänger sicherstellen läßt.
In Fig. 1 ist deshalb beispielhaft zwischen dem Sender S1
und der transparenten Halterung TH1 eine Gradientenindex-
Stablinse SL1 als externer Lichtwellenleiter eingefügt.
Sie überbrückt als ein dem Sender S1 zugeordnetes optisches
Hilfsmittel die Strecke DS zwischen dem Sender S1 mit sei
nem Sendeelement SD1, wie z. B. einer Laserdiode, und dem
Lichtwellenleiter-Krümmungsabschnitt K1, indem sie sich
vom Sendeelement SD1 bis in die transparente Halterung
TH1 erstreckt und dort vorzugsweise auf den Endbereich der
Krümmung des Lichtwellenleiters LW1 gerichtet ist. Durch
diese Maßnahme wird Licht aus dem Sendeelement SD1 in
Richtung auf den Lichtwellenleiter-Krümmungsabschnitt
K1 derart geführt, daß ein Sende-Strahlungsfeld SF1 etwa
tangential mit möglichst hohem, d. h. optimalen Koppel
wirkungsgrad bzw. Koppelfaktor, auf einen vorgebbaren Ein
koppelort EB1 des Krümmungsabschnitts K1, vorzugsweise in
dessen Endbereich, entlang einer Strecke F in der Halte
rung TH1 fokussiert und dort vorzugsweise in den Licht
wellenleiter-Kern eingekoppelt wird. Dieser Einkoppelort
bzw. Einkoppelbereich EB1 ist in Fig. 1 schematisch mit
einer etwa ovalen Umrahmung strichpunktiert angedeutet.
Für eine optimale, d. h. möglichst verlustarme, Lichtfüh
rung ist die Gradientenindex-Stablinse SL1 derart dimen
sioniert, daß das an ihrem dem Sendeelement SD1 abgewand
ten Ende EN1 austretende Sende-Strahlungsfeld SF1 auf
seinem Strahlungsweg F durch die transparente Halterung
TH1 auf den Einkoppelort- EB1 vorzugsweise lokal begrenzt,
insbesondere z. B. punktförmig oder linienförmig, fokussiert
abgebildet wird, so daß die eingekoppelte Lichtleistung
für das Sendesignal SS1 möglichst optimal bzw. maximal
wird. Durch die Stablinse SL1 wird somit das Sende-Strah
lungsfeld SF1 ausgehend vom Sender S1 weitgehend unabhän
gig von dessen Positionierungsort im Krümmungsbereich KB1
auf den Einkoppelort bzw. -bereich EB1 zusammengeführt
bzw. fokussiert abgebildet und dort mit weitgehend opti
malem Koppelfaktor eingespeist. Ein zielgenaues Ausrichten
des Sendeelementes SD1 auf die Einkoppelstelle EB1 ist so
mit nicht zwingend erforderlich, da die Führung und Bün
delung des Sende-Strahlungsfeldes SF1 auf die Einkoppel
stelle EB1 zweckmäßigerweise jeweils durch eine dem jewei
ligen Licht-Überbrückungsweg angepaßte Stablinse (z. B. SL1
für DS) bewirkt wird. Mit Hilfe der Gradientenindex-Stab
linse sind somit vorteilhaft Strecken vom Sender zum Ein
koppelort von etwa mindestens der Länge der Stablänge ver
lustarm überbrückbar.
Durch das Zwischenschalten der Stablinse SL1 zwischen dem
Sendeelement SD1 und dem gekrümmt geführten Lichtwellenlei
ter LW1 kann somit das Sende-Strahlungsfeld SF1 über die
Strecke DS weitgehend optimal, das heißt nahezu ohne Ab
strahlverluste, mit maximalem Koppelfaktor bzw. Lichtlei
stung vorzugsweise in den Kern des Lichtwellenleiters LW1
eingekoppelt und dort das zugehörige Sendesignal SS1 er
zeugt und geführt werden. Das Sendeelement SD1 kann des
halb vorteilhaft ohne allzu große Lichtleistungsverluste
auch in einiger Entfernung vom Einkoppelort EB1 in einer
weitgehend beliebig vorgebbaren Koppelposition im Krüm
mungsbereich KB1 angeordnet bzw. positioniert werden. Die
überbrückte Strecke DS zwischen dem Sendeelement SD1 und
dem Einkoppelort EB1 des Krümmungsabschnitts K1 liegt
zweckmäßigeiweise ungefähr zwischen 2 und 20 mm. Auf diese
Weise ergibt sich ein Koppelfaktor für die Lichteinkopp
lung, der weitgehend demjenigen entspricht, der sich be
züglich des Krümmungsabschnitts K1 für eine ideale Einzel
anordnung des Senders S1, d. h. ohne den Empfänger E1, am
optimalen Einkoppelort erreichen läßt.
Im Gegensatz zur vorzugsweise lokal begrenzten Lichtein
kopplung werden Lichtanteile des Empfangssignals ES1, d. h.
ein Empfangs-Strahlungsfeld EF1, weitgehend divergent nahe
zu entlang des gesamten Krümmungsabschnitts K1 des Licht
wellenleiters LW1 ausgekoppelt. Indem die optisch trans
parente Halterung TH1 entlang des Krümmungsabschnitts K1
so ausgeformt ist, daß sie eine als Linse wirkende, kon
vexe Fläche LF1 aufweist, wird ein möglichst großer Teil
des divergent austretenden Empfangs-Strahlungsfeldes EF1
über einen Strahlungsweg DE einem lichtempfindlichen Ele
ment LE1 des Empfängers E1 zugeführt, insbesondere auf
dieses gebündelt. Zum verlustfreien Empfang ist das licht
empfindliche Element LE1 vorteilhaft großflächig ausgebil
det, so daß es das ausgekoppelte Empfangs Strahlungsfeld
EF1 weitgehend vollständig erfaßt. Die optisch transparen
te Halterung TH1 wirkt also als optisches Hilfsmittel im
Strahlengang des Empfangs-Strahlungsfeldes EF1 wie eine dis
krete optische Linse, die Anteile des Empfangssignals ES1
mit annähernd optimalen Koppelwirkungsgrad bzw. Koppelfak
tor auf das lichtempfindliche Element LE1 lenkt. Die Licht
führung erfolgt durch die als Linse wirkende Fläche LF1
derart, daß die jeweils tangential aus dem Kern des Licht
wellenleiters LW1 entlang des Krümmungsabschnitts K1 aus
tretenden Lichtstrahlen (repräsentiert durch das Empfangs-
Strahlungsfeld EF1) möglichst auf das lichtempfindliche
Element LE1 des Empfängers E1 treffen. Auf diese Weise ist
es vorteilhaft ermöglicht, auch den optischen Empfänger E1
bzw. dessen lichtempfindliches Element LE1 im Krümmungsbe
reich KB1 räumlich entfernt vom Krümmungsabschnitt K1
weitgehend unabhängig bzw. entkoppelt vom Sender S1 anzu
bringen. Der Empfänger E1 wird vorzugsweise in einem Ab
stand DE zwischen 2 und 30 mm vom Krümmungsabschnitt K1
aufgestellt bzw. positioniert. Somit ergibt sich ein
Koppelfaktor für die Lichtauskopplung, der weitgehend dem
jenigen entspricht, der sich bezüglich des Krümmungsab
schnitts K1 für eine ideale Einzelordnung des Empfängers
E1, d. h. ohne den Sender S1, am optimalen Auskoppelort
erreichen läßt.
Obwohl sich also jeweils der Sender S1 und der Empfänger
E1 selbst nicht am Ort optimaler Lichtein- bzw. Lichtaus
kopplung befinden, ist es dennoch durch das Zwischenschal
ten optischer Hilfsmittel vorteilhaft möglich, eine Ent
kopplung der Positionierungsorte für den Sender und den
Empfänger und somit einen nahezu optimalen Koppelfaktor
für die Lichtein- bzw. für die Lichtauskopplung dieser
Sender-/Empfängerkombination S1/E1 bei gleichzeitig weit
gehend beliebig vorgebbaren Koppelpositionen für das Sen
den und Empfangen zu erreichen.
In Fig. 14 sind schematisch Ein- und Auskoppelverhält
nisse entlang des Lichtwellenleiter-Krümmungsabschnitts K1
verdeutlicht, wie sie sich bei dem optischen Tansceiver
OT1 von Fig. 1 etwa ergeben.
In Fig. 14 ist der Lichtwellenleiter LW1 von Fig. 1 ent
lang seines Krümmungsabschnittes K1 "abgewickelt" darge
stellt. Der strichpunktiert angedeutete, oval eingerahmte
Einkoppelort bzw. -Bereich EB1 für die Lichteinstellung
des Sende-Strahlungsfeldes SF1 in den Kern CO des Licht
wellenleiters LW1 durch dessen äußere Umhüllung CT (Coat
ing) wird zweckmäßigerweise im Endbereich des Krümmungs
abschnitts K1, d. h. am Übergang zu dessem geradlinigen
Streckenabschnitt beleuchtet, so daß Abstrahlverluste
bzw. eine unerwünschte Lichtauskopplung aufgrund eines
weiteren gekrümmten Verlaufs des Lichtwellenleiters LW1
weitgehend vermieden sind. Es ergeben sich somit weitge
hend ideale bzw. optimale Einkoppelverhältnisse. Der tat
sächliche Einkoppelort für die Lichteinkopplung ist vor
teilhaft einem Krümmungswinkel (z. B. von etwa 8 Grad) im
Bereich von derjenigen Stelle entlang des Krümmungs- bzw.
Koppelabschnitts K1 zugeordnet, an der der Lichtwellenlei
ter LW1 vom zylinderförmigen Biegedorn ZT1 des Biegekopp
lers BK1 abhebt und diesen geradlinig verläßt. Die Licht
einkopplung erfolgt durch die Stablinse SL1 derart, daß
das Sende-Strahlungsfeld SF1 auf den Einkoppelort EB1
fokussiert wird. Dabei weist das Sende-Strahlungsfeld SF1
am Einkoppelort EB1 vorteilhaft senkrecht zu seiner Aus
breitungsrichtung, d. h. senkrecht zur Zeichenebene von
Fig. 14, einen etwa punktförmigen bzw. ovalen Lichtfleck
auf. Zweckmäßigerweise kann das Sende-Strahlungsfeld SF1
auch mit einem etwa streifen- bzw. linienförmigen Licht
fleck senkrecht zu seiner Ausbreitungsrichtung auf den
Einkoppelort EB1 abgebildet werden, um Toleranzen in der
Kernlage, verursacht z. B. durch variierende Fasergeome
trien wie Kernexzentrizitäten, durch inhomogene Auftrags
stärken der äußeren Umhüllung CT, unterschiedlich dicke
Lichtwellenleiter im Biegekoppler BK1, voneinander ab
weichende Krümmungsradien, usw., ausgleichen zu können.
Auf diese Weise kann die Lichteinkopplung vorteilhaft
weitgehend unabhängig von Toleranzen bzw. Schwankungen
der Einkoppelverhältnisse gemacht werden.
Die Lichtauskopplung erfolgt entlang eines Auskoppelab
schnitts AB1, der sich nahezu über den gesamten Krüm
mungsabschnitt K1 erstreckt und in Fig. 14 strichpunk
tiert angedeutet ist, d. h. der Auskoppelabschnitt bzw.
-bereich AB1 deckt sich näherungsweise mit dem Krümmungs
abschnitt K1 (K1 ≈ AB1). Aufgrund der Krümmung des Licht
wellenleiters LW1 tritt das Empfangs-Strahlungsfeld EF1
jeweils tangential entlang des Koppelabschnitts K1 aus,
d. h. es werden jeweils räumlich nacheinander Lichtanteile
als Empfangs-Strahlungsfeld EF1 aus dem Empfangssignal ES1
divergent ausgekoppelt. Der Empfänger E1 nimmt diese diver
genten Lichtstrahlen nahezu vollständig über die Linsen
fläche LF1 auf, d. h. es ergeben sich weitgehend ideale
bzw. optimale Einkoppelverhältnisse.
Um jeweils einen optimalen Koppelfaktor für die Lichtein-
sowie für die Lichtauskopplung zu erreichen, wird somit
das eingekoppelte Licht auf den vorzugsweise kleinflächi
gen Einkoppelort EB1 im Endbereich der Lichtwellenleiter-
Krümmung abgebildet und in dessen Kern CO eingekoppelt,
sowie möglichst das gesamte entlang des Krümmungsabschnitts
K1 ausgekoppelte Licht vollständig aufgesammelt. Der Ein
koppelbereich EB1 liegt somit für eine weitgehend optimale
Lichteinkopplung vorteilhaft innerhalb des Auskoppelbe
reichs AB1 (≈ K1) im Bereich dessen endseitigen Abschnitts.
Die in Fig. 14 dargestellten Ein- und Auskoppelverhält
nisse für optimale Koppelfaktoren beim Senden sowie beim
Empfangen treffen auch für die nachfolgenden, abgewandel
ten optischen Transceiver der Fig. 2 mit 16 zu.
Daneben können für eine zuverlässige Lichtein- und Licht
auskopplung auch andere Lageverteilungen des Einkoppelbe
reichs EB1 und des Auskoppelbereichs AB1 bereits ausrei
chend sein. So können sich beispielsweise der Einkoppelbe
reich EB1 und der Auskoppelbereich AB1 näherungsweise,
teilweise decken oder aber auch getrennt voneinander, d. h.
separat vorliegen. Zweckmäßig kann es so z. B. auch sein,
nur den Bereich größter Lichtauskopplung im Endbereich des
Krümmungsabschnitts K1 zu erfassen, so daß dieser Auskop
pelbereich mit dem Einkoppelbereich annähernd überein
stimmt.
Fig. 2 zeigt ein optisches Kommunikationsnetz CS1 zur bi
direktionalen Nachrichtenübertragung über den Lichtwellen
leiter LW1 zwischen einem ersten optischen Transceiver OT1
und einem zweiten optischen Transceiver OT2. Der optische
Transceiver OT1 entspricht in Aufbau und Funktion dem opti
schen Transceiver von Fig. 1. Unverändert übernommene Ele
mente aus Fig. 1 sind jeweils mit den gleichen Bezugszei
chen versehen. Der optische Transceiver OT1 ist im linken
Teil von Fig. 2 entlang eines Abschnittes A1 des Lichtwel
lenleiters LW1 angeklemmt, der optische Transceiver OT2
entlang eines Abschnittes A2. Mit Hilfe einer Steuerein
heit CPU1 wird der Sender S1 durch ein Steuersignal DS2
über eine Steuerleitung DL2 aktiviert und das Sende-Strah
lungsfeld SF1 in den Übertragungs-Lichtwellenleiter LW1
eingekoppelt sowie in diesem das Sendesignal SS1 hervor
gerufen. Dieses Sendesignal SS1 läuft im Lichtwellenleiter
LW1 auf ein optisches Medium OM zu, das in Fig. 2 sche
matisch durch ein Rechteck angedeutet ist. Dieses optische
Medium OM kann zum einen die Übertragungsstrecke des Licht
wellenleiters LW1 selbst, zum anderen aber auch beispiels
weise ein optisches Bauelement, wie z. B. ein Strahlteiler
oder Phasenkoppler, ein optisches und/oder opto-elektro
nisches Gerät, wie z. B. eine zu testende optische Codier-
bzw. Decodiereinrichtung für Kommunikationszwecke, ein
Computer, eine Spleißverbindung, usw. sein.
Nach Durchlaufen des optischen Mediums OM tritt das Sende
signal SS1 im rechten Teil von Fig. 2 aus dem optischen
Medium OM aus und wird vorzugsweise im Kern des Lichtwel
lenleiters LW1 an den zweiten optischen Transceiver OT2
übertragen. Bezüglich des optischen Mediums OM ist dieser
zweite optische Transceiver OT2 spiegelbildlich zum ersten
optischen Transceiver OT1 aufgebaut. Dem ersten Transcei
ver OT1 entsprechende Komponenten sind im zweiten Trans
ceiver OT2 anstelle der Endziffer 1 mit der Endziffer 2 im
Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Sendesignal SS1 wird
nach Durchlaufen des optischen Mediums OM im rechten Teil
von Fig. 2 zum Empfangssignal ES2, aus dem Lichtanteile
als Empfangs-Strahlungsfeld EF2 vom optischen Empfänger E2
im optischen Transceiver OT2 aufgenommen werden. Dieses
Empfangs-Strahlungsfeld EF2 wird dort vom lichtempfindli
chen Element LE2 in ein elektrisches Meßsignal DS3 umge
wandelt und über eine Leitung DL3 einer Steuereinheit CPU2
zugeführt. Diese Steuereinheit CPU2 wertet im Transceiver
OT2 das Meßsignal DS3 aus und reagiert bzw. kommuniziert
daraufhin durch Aktivieren eines Senders S2. Dazu übermit
telt es über eine Leitung DL4 ein Steuersignal DS4 an ei
nen Sender S2. Dieser speist mit Hilfe eines Sende-Strah
lungsfeldes SF2 ein Sendesignal SS2 in Gegenrichtung, das
heißt also in Richtung auf den optischen Transceiver OT1
zu, in den Kern des Lichtwellenleiters LW1 ein. Dieses
Sendesignal SS2 wird nach Durchlaufen des optischen Me
diums OM im linken Teil von Fig. 2 zum Empfangssignal
ES1, aus dem Lichtanteile als Empfangs-Strahlungsfeld EF1
vom optischen Empfänger E1 des optischen Transceivers OT1
detektiert bzw. aufgenommen werden. Dessen lichtempfind
liches Element LE1 wandelt das zugehörige Empfangs-Strah
lungsfeld EF1 in ein elektrisches Meßsignal DS1 um, das
über eine Leitung DL1 an die Steuereinheit CPU1 zur Aus
wertung weitergegeben wird. Die Steuereinheit CPU1 erzeugt
dann gegebenenfalls als Antwort auf das Empfangssignal ES1
ein neues Sendesignal SS1, das in Richtung auf den opti
schen Transceiver OT2 abgesendet wird. Durch das gleich
zeitige Vorhandensein sowohl eines Senders als auch eines
Empfängers in beiden optischen Transceivern OT1 bzw. OT2
entsteht also ein "ping-pong"-artiger Nachrichtenaus
tausch, wofür vorteilhaft ein einziger Übertragungsweg,
nämlich der Lichtwellenleiter LW1, für den bidirektionalen
Nachrichtenaustausch genügt.
Ein zeitlich gleichzeitiger bzw. simultaner Nachrichten
austausch in beide Richtungen ist vorteilhaft möglich,
da das Sende- bzw. Empfangs-Strahlungsfeld SF1 bzw. EF1
jeweils gerichtet ist. Da in der Praxis durch Lichtstreu
ung und Reflexionen ein gewisses Übersprechen vom Sen
der S1 auf den Empfänger E1 unvermeidbar ist, wird zum
Erreichen einer ausreichenden Leistungsbilanz (z. B. beim
Transceiver OT1: Verhältnis der eingekoppelten Sende
leistung von SS1 zu benötigten Empfangsleistung von ES1)
eine zusätzliche Trennung benötigt. Diese kann zweckmäßi
gerweise entweder optisch (unterschiedliche Wellenlängen
für beide Richtungen, selektiver Empfänger) oder - ein
facher und billiger - elektrisch (Zeitmultiplex, Träger
frequenz-Verfahren) erreicht werden.
Vorteilhaft wird also beispielsweise mit voneinander ver
schiedenen Frequenzen oder abwechselnd gesendet und emp
fangen, um eine Interferenz bzw. "Vermischung" des Sende-
Strahlungsfeldes SF1 mit dem Empfangs-Strahlungsfeld EF1
weitgehend zu vermeiden. Gegebenenfalls kann die Trennung
von Sende- und Empfangssignalen, bei einem simultanen Nach
richtenaustausch auch durch eine Auftrennung bzw. Separie
rung des Einkoppelbereichs EB1 vom Auskoppelbereich AB1
erreicht werden.
In Erweiterung kann in einem Kommunikationsnetz nun jeweils
in den optischen Transceivern vorteilhaft für jede Übertra
gungsrichtung jeweils eine Sender-/Empfängerkombination
vorgesehen sein. Es ist dann nicht nur in der linken Teil
hälfte des Krümmungsbereiches KB1 des Transceivers OT1 ei
ne Sender-/Empfänger-Kombination S1/E1 sowie in der rech
ten Teilhälfte des Krümmungsbereiches KB2 des Transceivers
OT2 eine Sender-/Empfänger-Kombination S2/E2 zum Nach
richtenaustausch zwischen den beiden Transceivern OT1
und OT2 positioniert. Vielmehr ist im rechten Teil des
Krümmungsbereiches KB1 des Transceivers OT1 eine zusätz
liche Sender-Empfängerkombination S1*/E1* für die ver
bleibende, linksseitig vom Transceiver OT1 wegführende
Übertragungsstrecke des Lichtwellenleiters LW1 angebracht.
Die Sender-/Empfängerkombination S1*/E1* ist in Fig. 2
im Transceiver pT1 strichpunktiert angedeutet. Die Sen
der-/Empfängerkombination S1*/E1* sowie ihre zugehörigen
optischen Hilfsmittel SL1*/LF1* sind zweckmäßigerweise
symmetrisch zur Sender-/Empfängerkombination S1/E1 und
deren optische Hilfsmittel LS1/LF1 angeordnet und ausge
bildet, d. h. der erweiterte optische Transceiver OT1 ist
spiegelsymmetrisch aufgebaut. In entsprechender Weise
kann auch im linken Teil des Krümmungsbereiches KB2 des
Transceivers OT2 eine weitere Sender-/Empfängerkombination
S2*/E2* mit zugehörigen optischen Hilfsmittel SL2*/LF2*
spiegelbildlich zu den bereits vorhandenen optischen Hilfs
mitteln SL2/LF2 für die verbleibende, vom Transceiver OT2
nach rechts wegführende Übertragungsstrecke des Lichtwel
lenleiters LW1 positioniert sein. Für diese beiden zusätz
lichen Übertragungsrichtungen sind im Kommunikationsnetz
zweckmäßigerweise korrespondierende Sender-/Empfängerkombi
nationen in weiteren optischen Transceivern vorgesehen.
Die bidirektionale Nachrichtenübertragung kann in solch
einem erweiterten Kommunikationsnetz nach verschiedenen
Strategien, wie z. B. in der Art einer "Token-Ring"- Struk
tur, erfolgen.
Der erfindungsgemäße optische Transceiver eignet sich vor
teilhaft zum Einbau in einem optischen Kommunikationsmit
tel, wie z. B. einem optischen Telefon ("Optiphon"), das an
irgendeiner beliebigen Stelle des Kommunikationsnetzes an
geklemmt werden kann. Insbesondere erleichtert die ein
fache Handhabbarkeit des optischen Transceivers das An-
und Abkoppeln von optischen und/oder opto-elektrischen Ge
räten (wie z. B. des "Optiphons") zur Nachrichtenübertra
gung beim Feldeinsatz bzw. bei Verlegearbeiten von opti
schen Nachrichten-Kabeln. So können beispielsweise Sprach-
und/oder Datensignale in das Kommunikationsnetz zu Test-
sowie zu Überwachungszwecken eingekoppelt und aufgenommen
werden, ohne daß eine zusätzliche oder eigens vorgesehene
elektrische oder optische Übertragungsleitung erforder
lich ist.
In den Fig. 3 mit 11 sowie 16 sind weitere alternative
Ausführungsformen zum erfindungsgemäßen optischen Trans
ceiver OT1 von Fig. 1 dargestellt. Unverändert übernomme
ne Elemente aus Fig. 1 sind in den Fig. 3 mit 11 sowie
16 jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 3 ist im zum optischen Transceiver OT1 von Fig.
1 abgewandelten optischen Transceiver OT3 zwischen dem
Sender S1 bzw. dem Empfänger E1 der Sender-/Empfängerkom
bination S1/E1 und einer transparenten Halterung TH3 mit
dem in ihr gekrümmt eingelegten Lichtwellenleiter LW1 je
weils zumindest eine diskrete, optische Linse L11 bzw. L12
als optisches Hilfsmittel angebracht. Die optische Linse
L11 bündelt Lichtstrahlen eines divergent aus dem Sendeele
ment SD1 austretenden Sende-Strahlungsfeldes SF3 und fokus
siert diese mit einem vorzugsweise etwa ovalen bzw. punkt
förmigen Lichtfleck auf einen räumlich begrenzten Einkop
pelbereich EB3 (entsprechend EB1 der Fig. 1 bzw. Fig.
14). In umgekehrter Richtung fokussiert die Linse L12 ein
entlang des Krümmungsabschnitts K1 austretendes Empfangs-
Strahlungsfeld EF3 des Empfangs-Signals ES1 auf das licht
empfindliche Element LE1 des Empfängers E1. Der Auskoppel
bereich maximal ausgekoppelter Lichtleistung für das Emp
fangs-Strahlungsfeld EF3 deckt sich dabei weitgehend mit dem
Einkoppelbereich EB3.
Durch die beiden diskreten Linsen L11 und L12 wird vor
teilhaft sichergestellt, daß das Sendesignal SS1 weitge
hend optimal, d. h. mit hinreichend großer Lichtleistung,
in den Kern des Lichtwellenleiters LW1 eingespeist sowie
das Empfangssignal ES1 in Gegenrichtung mit weitgehend
optimalem Koppelfaktor bzw. Koppelwirkungsgrad, d. h. mit
nahezu idealer Lichtleistung, aufgenommen werden können.
Bei Verwendung eines großflächigen lichtempfindlichen Ele
mentes LE1 kann die Linse L12 für die Licht-Auskopplung
vorteilhaft entfallen. Mit diskreten Linsen sind vorteil
haft Strecken von etwa 2,5 mm vom Sender bzw. Empfänger
zum Krümmungsabschnitt K1 überbrückbar.
Im optischen Transceiver OT4 von Fig. 4 ist anstelle der
diskreten, optischen Linsen L11 bzw. L12 von Fig. 3 zwi
schen dem Sender S1 und dem gekrümmt geführten Lichtwel
lenleiter LW1 sowie dem Empfänger E1 und dem gekrümmt ge
führten Lichtwellenleiter LW1 ein externer Lichtwellenlei
ter EL1 sowie EL2 angeordnet. Der externe Lichtwellenlei
ter EL1 führt ein aus dem Sendeelement SD1 des Senders S1
austretendes Licht bzw. Sende-Strahlungsfeld SF4 gebündelt
und weitgehend ohne Leistungsverluste bis in die Nähe des
Einkoppelortes EB4 im Endbereich des Krümmungsabschnitts
K1. Zur optimalen Lichtführung befindet sich seine dem
Sender S1 zugewandte Stirnseite in unmittelbarer Nähe vor
dem Sendeelement SD1 des Senders S1, überbrückt dann in
seiner Form angepaßt den Weg zwischen dem Sendeelement SD1
und einer transparenten Halterung TH4, d. h. hier leicht
rechtsgekrümmt, und endet schließlich in der transparenten
Halterung TH4 unmittelbar vor dem Einkoppelbereich bzw.
-ort EB4.
Der externe Lichtwellenleiter EL2 ist mit seiner dem Emp
fänger E1 abgewandten Stirnseite bzw. Austrittsende EN2
entsprechend zum externen Lichtwellenleiter EL1 in der
Nähe des Krümmungsabschnitts K1 plaziert und überbrückt
den Lichtübertragungsweg für ein entlang dieses Krümmungs
abschnitts K1 ausgekoppeltes Empfangs-Strahlungsfeld EF4
zum lichtempfindlichen Element LE1 des Empfängers E1. Da
die Lichtstrahlen des Empfangs-Strahlungsfeldes EF4 aus
dem gekrümmten Lichtwellenleiter LW1 nicht punktförmig
sondern nahezu entlang des gesamten Krümmungsabschnitts K1
austreten, weist der externe Lichtwellenleiter EL2 zweck
mäßigerweise einen besonders großen Durchmesser auf, um
möglichst viele der ausgekoppelten Lichtstrahlen erfassen
und somit einen ausreichenden Wirkungsgrad für den Signal
empfang sicherstellen zu können. Besonders zweckmäßig kann
es sein, die Stirnseite EN2 des externen Lichtwellenlei
ters EL2 abzuschrägen, so daß sich eine an den Krümmungs
abschnitt K1 angepaßte, besonders große Eingangsöffnung
zur Lichtaufnahme ergibt. In Fig. 4 ist die abgeschrägte
Stirnseite des externen Lichtwellenleiters EL2 strichpunk
tiert eingezeichnet.
Durch die Verwendung externer Lichtwellenleiter wird der
Koppelfaktor bzw. Koppelwirkungsgrad für die Einkopplung
des Sendesignales SS1 sowie für die Auskopplung des Emp
fangssignals ES1 verbessert. Der Grund dafür ist, daß das
Sende-Strahlungsfeld SF1 aus dem räumlich entfernten Sende
element SD1 entlang einer Strahlenbahn gezielt auf den Ein
koppelort EB4 gelenkt werden kann. Es ist also eine defi
nierte Ausrichtung des Sende-Strahlungsfeldes SF4 auf den
Einkoppelbereich EB4 ermöglicht, so daß das Sende-Strah
lungsfeld SF4 mit weitgehend optimalem Koppelwirkungsgrad
in den Kern des Lichtwellenleiters LW1 eingespeist werden
kann. Zum anderen werden entlang des Krümmungsabschnitts
K1 ausgekoppelte Lichtanteile des Empfangssignals ES1
in die offene Stirnseite des externen Lichtwellenleiters
EL2 eingekoppelt und nahezu ohne Abstrahlverluste dem
lichtempfindlichen Element LE1 des Empfängers E1 zugelei
tet.
Ein höherer Koppelwirkungsgrad für die Einkopplung bzw.
Erzeugung des Sendesignales SS1 kann vorteilhaft mit Hilfe
einer Gradientenindex-Stablinse durch deren zusätzliche
Fokussierungswirkung erzielt werden, wie sie bereits in
Fig. 1 beschrieben wurde. Bei Verwendung eines hinreichend
großflächigen lichtempfindlichen Elementes LE1, insbesonde
re einer Empfangsdiode, kann auf den externen Lichtwellen
leiter EL2 gegebenenfalls auch ganz verzichtet werden.
Als externe Lichtwellenleiter eignen sich vorteilhaft
auf der Sendeseite Mehrmoden- und Einmodenfasern. Dabei
wird zweckmäßigerweise ein Kompromiß zwischen der vom
Sendeelement SD1 in den externen Lichtwellenleiter EL1
eingekoppelten Leistung und einer möglichst geringen
Strahldivergenz am Austrittsende von EL1 geschlossen.
Dieser Kompromiß hängt von der Abstrahlcharakteristik des
Sendeelements ab. Auf der Empfangsseite kommen vorteil
haft Mehrmoden-Fasern mit großem Kern-Durchmesser, ins
besondere Plastik-Lichtwellenleiter, in Frage, die den
Krümmungsabschnitt K1 weitgehend abdecken und bei denen
ein zielgenaues Treffen eines lichtleitenden Kerns zur
Lichtaufnahme nicht zwingend erforderlich ist. Mit den
zwischengeschalteten externen Lichtwellenleitern ist so
mit vorteilhaft eine beliebig vorgebbarer Weg vom Sen
der bzw. Empfänger zum Koppelabschnitt K1 überbrückbar.
In Fig. 5 sind im optischen Transceiver in Abwandlung zum
optischen Transceiver OT4 von Fig. 4 die beiden externen
Lichtwellenleiter EL1 und EL2 an ihren stirnseitigen End
flächen in der transparenten Halterung TH4 jeweils ange
schliffen und entlang ihrer Schnittflächen
zu einer gemeinsamen, strichpunktiert angedeuteten Fläche
GF verklebt bzw. fixiert. Auf diese Weise entsteht eine
y-Verzweigung YV als gemeinsames optisches Hilfsmittel für
die Sender-/Empfängerkombination bzw. für das Sender-/Emp
fängerpaar S1/E1 im Krümmungsbereich KB1. Vorteilhaft mün
det das verklebte Austrittsende der y-Verzweigung YV nahe
zu tangential in einem Einkoppel- und/oder Auskoppelort
EB4 des gekrümmt geführten Lichtwellenleiters LW1, d. h.
der Einkoppelbereich stimmt größtenteils mit dem Auskoppel
bereich überein. Dort entspricht also der Ort bzw. der zu
geordnete Krümmungs-Winkel für eine optimale Lichteinkopp
lung etwa dem Ort bzw. zugeordneten Krümmungs-Winkel maxi
maler Lichtauskopplung, da beim Einkoppeln kein Leistungs
verlust aufgrund einer weiteren Krümmung mehr erfolgen
kann sowie beim Auskoppeln am Anfang der Krümmung (absolut
gesehen) die größte Lichtmenge zur Auskopplung zur Verfü
gung steht, im weiteren Krümmungsverlauf aber nur noch von
der geringeren Restlichtmenge Licht entnommen werden kann.
In Fig. 6 ist im optischen Transceiver OT6 zwischen der
Sender-/Empfänger-Kombination S1/E1 und dem gekrümmt ge
führten Lichtwellenleiter LW1 als gemeinsames optisches
Hilfsmittel ein Strahlteiler ST1 vorgesehen. Das vom Sen
deelement SD1 des Senders S1 abgestrahlte Licht bzw. Sen
de-Strahlungsfeld SF6 wird auf einen gegenüber dessen
Strahlengang geneigten, teildurchlässigen Spiegel HSP ge
lenkt. Der teildurchlässige Spiegel HSP ist zweckmäßiger
weise z. B. unter einem Winkel von etwa 45° gegenüber der
Abstrahlrichtung des Sende-Strahlungsfeldes SF6 geneigt
bzw. gekippt. Durch diesen teildurchlässigen Spiegel HSP
wird das ursprünglich vom Sendeelement SD1 abgestrahlte
Licht bzw. Sende-Strahlungsfeld SF6 einem Einkoppelbereich
EB6 (entsprechend EB1 von Fig. 1 bzw. Fig. 14) entlang
des Krümmungsabschnitts K1 zugeführt und dort als Sende
signal SS1 in den Kern des Lichtwellenleiters LW1 eingekop
pelt. Bei einem halbdurchlässigen Spiegel gelangen z. B.
etwa 50% der Lichtleistung an den Einkoppelort EB6. Das
ankommende Licht bzw. das Empfangs-Strahlungsfeld EF6, das
in Gegenrichtung entlang des Krümmungsabschnitts K1 abge
strahlt wird, tritt durch den geneigten Spiegel HSP teil
weise hindurch, d. h. es wird aufgeteilt und durch das
lichtempfindliche Element LE1 des Empfängers E1 regi
striert. Bei einem halbdurchlässigen Spiegel gelangen z. B.
etwa 50% der abgestrahlten Lichtleistung auf das licht
empfindliche Element LE1.
Durch die Verwendung des Strahlteilers ST1 als gemeinsames
optisches Hilfsmittel können sowohl der Sender S1 als auch
der Empfänger E1 bezüglich des gemeinsamen, gekrümmten
Lichtwellenleiter-Abschnittes K1, insbesondere bezüglich
dem Überlappungsbereich zwischen dem Einkoppelort EB6 und
dem Auskoppelort maximaler Lichtleistung unabhängig vonein
ander bzw. entkoppelt im räumlich begrenzten Krümmungsbe
reich KB1 des Biegekopplers BK1 jeweils für sich optimal
angeordnet werden. Hierzu kann die transparente Halterung
TH1 analog zu Fig. 1 vorteilhaft mit einer als Linse wir
kenden Fläche LF1 versehen sein.
Im Strahlteiler ST1 treten jedoch Verluste auf, da
ein Teil des ausgekoppelten Lichtes in Richtung auf den
Sender S1 umgelenkt wird sowie ein Teil des vom Sender
S1 abgestrahlten Lichtes nicht auf den Einkoppelort bzw.
-bereich EB6 umgelenkt wird. Bei einem halbdurchlässigen
Spiegel ergeben sich beispielsweise Verluste von jeweils
ungefähr 50%, d. h. 3 dB.
Diese Strahlteiler-Verluste können weitgehend vermieden
werden, indem in Fig. 7 ein Strahlteiler ST2 in Abwand
lung zum Strahlteiler ST1 von Fig. 6 einen Spiegel DSP
aufweist, der für das aus dem Sendeelement SD1 abgestrahl
te Licht bzw. Sende-Strahlungsfeld SF7 einen Durchlaß DU,
z. B. ein kreis- oder punktförmiges Loch oder eine unver
spiegelte Stelle, aufweist. Der Durchlaß DU kann bezogen
auf die Gesamtfläche des Spiegels DSP zweckmäßigerweise
besonders klein, insbesondere sein Durchmesser zwischen
0,1 und 1 mm, gewählt sein und damit bezüglich der Licht
auskopplung bzw. des Lichtempfangs besonders verlustarm
sein. Das Licht bzw. das Sende-Strahlungsfeld SF7 des
Sendeelementes SD1 wird (z. B. mittels optischer Hilfsmit
tel wie Linsen) auf diesen Durchlaß DU fokussiert, wobei
dieser Fokussierungspunkt wiederum auf einen strichpunk
tiert angedeuteten Einkoppelbereich EB7 im Endbereich des
Lichtwellenleiter-Krümmungsabschnitts K1 entsprechend zu
Fig. 1 bzw. Fig. 14 fokussiert abgebildet wird. Dazu
weist die transparente Halterung TH1 in Fig. 7 als Abbil
dungsoptik entsprechend zu Fig. 1 die als Linse wirkende
Fläche LF1 auf, die in der Art einer diskreten, konvexen
Brennlinse für das abgestrahlte Sende-Strahlungsfeld SF7
wirkt. Der Sender S1 bzw. sein Sendeelement SD1 wird der
art positioniert und ausgerichtet, daß dessen Sende-Strah
lungsfeld SF7 durch den Durchlaß DU des durchlässigen Spie
gels DSP nahezu ohne Abstrahlverluste hindurchtritt und
etwa tangential in den Kern des Lichtwellenleiters LW1 am
endseitigen Einkoppelort EB7 eintritt.
Das Empfangs-Strahlungsfeld EF7, das entlang des Krümmungs
abschnitts K1 entgegen der Übertragungsrichtung ausgekop
pelt wird, wird von der als konvexe Sammellinse wirkenden
Fläche LF1 der transparenten Halterung TH1 auf die geneig
te, vorzugsweise voll verspiegelte Fläche DSP im Strahl
teiler ST2 abgebildet und von dieser auf das lichtempfind
liche Element LE1 nahezu ohne Leistungsverluste gelenkt.
Die Linsenfläche LF1 der Halterung TH1 wirkt also in Sen
de- und in Empfangsrichtung als Sammellinse. Dadurch kann
das lichtempfindliche Element LE1 vorteilhaft relativ
kleinflächig ausgebildet sein.
Bei der Anordnung nach Fig. 7 erfolgt die Einkopplung
entsprechend zu den Koppelverhältnissen von Fig. 14 bzw.
Fig. 1 in einem örtlich begrenzten, insbesondere annähernd
punktförmigen Einkoppelort EB1, die Auskopplung hingegen
über den Bereich K1 des gekrümmten Lichtwellenleiters LW1.
Die Linsenfläche LF1 bildet den punktförmigen Durchlaß DU
auf den optimalen Einkoppelort EB7 ab. In Empfangsrichtung
wird der gegenüber dem Einkoppelbereich EB7 größere Aus
koppelbereich, der sich weitgehend mit dem Krümmungsab
schnitt K1 deckt, auf einen Großteil des Signals DSP ab
gebildet und von diesem auf den Empfänger E1 umgelenkt.
Nur der geringe Anteil des Lichts, der auf den Durchlaß DU
fällt, geht verloren.
Fig. 15 zeigt dazu schematisch die Abbildungsverhältnisse
am Spiegel DSP des Strahlteilers ST2. Der z. B. etwa kreis
förmige Durchlaß DK nimmt gegenüber der Aufnahmefläche des
Spiegels DSP eine wesentlich kleinere Abstrahlungsfläche
ein. Der mit dem Krümmungsabschnitt K1 weitgehend zusam
menfallende Auskoppelabschnitt (vgl. Fig. 14) wird durch
die Linsenfläche LF1 der Halterung TH1 auf eine Fläche AK1
abgebildet und auf das lichtempfindliche Element LE1 des
Empfängers E1 reflektiert. Der auf den Spiegel DSP abge
bildete Auskoppelabschnitt AK1 weist also gegenüber dem
Durchlaß DU eine vielfach größere Fläche auf, so daß Emp
fangsverluste durch die unverspiegelte Stelle am Durchlaß
DU weitgehend vermieden sind.
Der Durchlaßspiegel DSP bzw. dessen verspiegelte Fläche
ist zum Senden und Empfangen zweckmäßigerweise um einen
Winkel zwischen 20 und 70 Grad gegenüber dem Strahlengang
des Sende-Strahlungsfeldes SF7 geneigt.
In Fig. 7 ist der Spiegel DSP um einen Winkel von unge
fähr 45° gegenüber dem Strahlengang bzw. der Strahlachse
des abgesendeten Lichtes gekippt. Dadurch ergibt sich für
die Sender-/Empfängerkombination S1/E1 eine in etwa recht
winklige Anordnung, wobei die Position bzw. Lage des Sen
ders S1 sowie des Empfängers E1 entkoppelt bzw. frei, d. h.
unabhängig voneinander, wählbar ist. Der Sender S1 sowie
der Empfänger E1 kommen somit besonders kompakt im räum
lich eingeschränkten Krümmungsbereich KB1 nebeneinander zu
liegen.
Anstelle der Strahlteiler ST1 und ST2 der Fig. 6 und
7 ist in Fig. 8 ein Faserkoppler FK im Krümmungsbereich
KB1 zwischen dem Sender-/Empfängerpaar S1/E1 und dem ge
krümmten Lichtwellenleiter LW1 vorgesehen. Der Faserkopp
ler FK weist zwei, sich in der Art einer Schere überkreu
zende Lichtwellenleiter SLW und ELW auf. Der Lichtwellen
leiter ELW ist dabei mit seinem Endstück zum Einkoppelort
EB8 (entsprechend EB1 in Fig. 14) am Krümmungsabschnitt
K1 des Lichtwellenleiters LW1 nahezu tangential geführt.
Der Lichtwellenleiter SLW endet vor einer transparenten
Halterung TH8, in der der Lichtwellenleiter LW1 gekrümmt
geführt ist. Das Sendeelement SD1 des Senders S1 gibt sein
Sende-Strahlungsfeld SF8 ins stirnseitige Ende des Licht
wellenleiters SLW des Faserkopplers FK ab. In dessen
strichpunktiert umrahmt angedeuteter Koppelstelle KS wird
das Sende-Strahlungsfeld SF8 zu etwa 50% in den schenkel
artigen Zuführ-Lichtwellenleiter ELW aufgeteilt und in
Richtung auf den Einkoppelort EB8 (analog zu Fig. 14) des
gekrümmten Lichtwellenleiters LW1 geführt.
Im Empfangsfall wird ein entlang des Krümmungsabschnitts
K1 ausgekoppelte Empfangs-Strahlungsfeld EF8 des Empfangs
signals ES1 vom offenen, stirnseitigen Ende des Lichtwel
lenleiters SLW aufgenommen, in der Koppelstelle KS des Fa
serkopplers FK aufgeteilt, und dem lichtempfindlichen Ele
ment LE1 des Empfängers E1 durch den Lichtwellenleiter ELW
zugeführt. Der Faserkoppler FK teilt somit z. B. das Sende-
Strahlungsfeld SF8 sowie das Empfangs-Strahlungsfeld EF8
jeweils im Verhältnis 50 : 50 auf, so daß Aufteilverluste
von ca. 3 dB resultieren.
In Fig. 9 ist ein weiterer zu Fig. 1 abgewandelter opti
scher Transceiver OT9 dargestellt, bei dem als optisches
Hilfsmittel zwischen dem Empfänger E1 und dem in einer trans
parenten Halterung TH9 gekrümmt geführten Lichtwellenleiter
LW1 ein externer Lichtwellenleiter, insbesondere eine Gra
dienindex-Stablinse STL, mit abgeschrägter und verspiegel
ter Stirnseite VS im Bereich des lichtempfindlichen Elemen
tes LE1 vorgesehen ist. Dadurch wird ein in der Krümmung
K1 ausgekoppeltes Empfangs-Strahlungsfeld EF9, vorzugswei
se die quantitativ größte Lichtmenge zu Beginn der Krüm
mung, an der verspiegelten Stirnseite VS des externen
Lichtwellenleiters STL in Richtung auf das lichtempfindli
che Element LE1 und dabei ungefähr um 90° aus seiner
Strahlrichtung umgelenkt. Der Sender S1 kann dadurch unab
hängig bzw. entkoppelt vom Empfänger E1 in eine weitgehend
ideale Einkoppelposition relativ nahe im Bereich seines
günstigen Einkoppelortes EB9 am Krümmungsabschnitt K1 ge
bracht werden, so daß das Sende-Strahlungsfeld SF9 des
Sendeelementes SD1 weitgehend optimal, d. h. mit hohem
Koppelwirkungsgrad tangential in den Kern des Lichtwellen
leiters LW1 eingekoppelt werden kann.
Bei den in den Fig. 4 mit 9 dargestellten Sender-/Em
pfänger-Kombinationen bzw. -paaren S1/E1 können der Sender
S1 und der Empfänger E1 zweckmäßigerweise in ihrer Posi
tion vertauscht werden.
Zur optimalen Lichtein- sowie Lichtauskopplung ist in Ab
wandlung zu Fig. 1 im schematisch dargestellten optischen
Transceiver OT10 von Fig. 10 ein Empfänger RE1 im Krüm
mungsbereich KB1 zur Aufnahme von Lichtanteilen bzw. eines
entlang der Krümmung K1 ausgekoppelten Empfangs-Strahlungs
feldes EF10 des Empfangssignals ES1 im Bereich vor dem
Sender S1 angeordnet. Der Empfänger RE1 weist dabei eine
Durchlaßöffnung T0 derart auf, daß durch diese ein Sende-
Strahlungsfeld SF10 des hinter ihr angeordneten Senders S1
etwa tangential und fokussiert in den Kern des Lichtwel
lenleiters LW1 am Einkoppelort bzw. -punkt EB10 (entspre
chend EB1 von Fig. 1 bzw. Fig. 14) einkoppelbar ist. Ob
wohl das entlang des Krümmungsabschnitts K1 austretende
Empfangs-Strahlungsfeld EF10 stark divergent ist, kann
seine abgestrahlte Lichtleistung dennoch weitgehend voll
ständig durch ein großflächiges, lichtempfindliches Ele
ment LE10 des optischen Empfängers RE1 detektiert werden.
Zweckmäßigerweise ist die Durchlaßöffnung T0 im lichtemp
findlichen Element LE10 des Empfängers RE1 z. B. kreisför
mig ausgebildet. Dessen Durchmesser ist dann zweckmäßiger
weise so dimensioniert, daß möglichst die gesamte Licht
leistung des Sendeelementes SO1 hindurchtreten kann. Ähn
lich wie in Fig. 7 kann hier auch besonders vorteilhaft
ein Sendeelement verwendet werden, dessen Licht auf T0
fokussiert wird. TH2 kann wie in Fig. 7 vorteilhaft mit
einer Linsenfläche versehen sein, um die Durchlaßöffnung
T0 auf den Einkoppelort EB10 fokussiert abbilden und das
Empfangs-Strahlungsfeld EF10 gesammelt auf das lichtemp
findliche Element LE10 lenken zu können.
Das mit der vorzugsweise kreisförmigen Durchlaßöffnung T0
versehene lichtempfindliche Element LE10 weist zweckmäßi
gerweise z. B. eine scheibenförmige aktive Fläche auf, die
mindestens dreimal größer ist als die Fläche der Durchlaß
öffnung T0. Bei einer Fläche der Durchlaßöffnung T0 zwi
schen O,05 und 1 mm2 weist das Empfangselement LE1 zweckmä
ßigerweise eine aktive Fläche zwischen 1 und 10 mm2 auf.
Durch diese besondere Art der Anordnung des Sender-/Empfän
gerpaares S1/RE1 ist es möglich, zum einen den Sender S1
für eine möglichst gute Einkopplung des Sende-Strahlungs
feldes SF10, d. h. mit optimalem bzw. idealem Koppelwir
kungsgrad, möglichst nahe in der Krümmung K1 des Lichtwel
lenleiters LW1 zu plazieren. Zum anderen kann gleichzeitig
auch der Empfänger RE1 so positioniert werden, daß Lichtan
teile des Empfangssignals ES1 mit weitgehend optimalem
bzw. idealem Koppelwirkungsgrad vom Empfänger RE1 aufgenom
men bzw. registriert werden können.
Anstelle des makroskopischen Biegekopplers BK1 der Fig.
1 mit 10 wird in Fig. 11 ein Mikrokrümmungskoppler MKK
zur Lichtein- und Lichtauskopplung verwendet. In Fig. 11
ist der Lichtwellenleiter LW1 zwischen einem Oberteil OT
und einem Unterteil UT des Mikrokrümmungskopplers MKK bei
spielhaft in vier aufeinanderfolgenden Mikrokrümmungen MK1
bis MK4 "gewellt" geführt. Die Krümmungsradien der Mikro
krümmungen MK1 bis MK4 sind also gegenüber dem Krümmungs
radius des makroskopischen Biegekopplers BK1 der Fig.
1 mit 10 wesentlich größer gewählt. Zweckmäßigerweise
kann das Oberteil OT und das Unterteil UT jeweils als
zylindrische Halbschale ausgebildet sein, so daß diese
zusammen den Lichtwellenleiter LW1 rohrförmig einschlie
ßen. Vorteilhaft sind das Oberteil OT und das Unterteil UT
transparent ausgebildet und z. B. innenwandig verspiegelt,
d. h. das Oberteil OT weist eine verspiegelte Unterseite
und das Unterteil UT eine verspiegelte Oberseite auf. Da
durch werden zum einen Lichtanteile, die nacheinander ent
lang der vier Mikrokrümmungen aus dem Empfangssignal ES1
ausgekoppelt werden, im Mikrokrümmungskoppler MKK an des
sen Oberteil OT und Unterteil UT solange gespiegelt, bis
sie aufsummiert als Empfangs-Strahlungsfeld EF11 im rech
ten Teil des Kopplers MKK aus dessen Seitenwand SW austre
ten. Dort kann z. B. direkt das lichtempfindliche Element
LE1 des optischen Empfängers E1 zur Aufnahme des aufsum
mierten Empfangs-Strahlungsfeldes EF11 vorteilhaft ange
bracht sein. In Fig. 11 ist der optische Empfänger E1
über die y-Verzweigung YV mit den externen Lichtwellenlei
tern EL1 und ELF aus Fig. 5 angekoppelt. Die y-Verzwei
gung YV wird dazu mit ihrem "Fuß", d. h. dem beiden exter
nen Lichtwellenleitern EL1 und EL2 gemeinsamen Verbindungs
ende, etwa senkrecht zur Seitenwand SW des Kopplers MKK in
deren Mitte bzw. Zentrum angeordnet. Umgekehrt koppelt der
Sender S1 mit seinem Sendeelement SD1 ein Sende-Strahlungs
feld SF11 entlang der vier Makrokrümmungen MK1 bis MK4 ab
schnittsweise, d. h. "gestückelt", in den Kern des Licht
wellenleiters LW1 ein. Dies kann ebenfalls z. B. vorteilhaft
durch direkte Ankopplung des Sendeelements S1 an der Sei
tenwand SW oder über eine dort wie in Fig. 11 angebrachte
y-Verzweigung erfolgen. Zweckmäßigerweise verläuft der
Lichtwellenleiter LW1 im Mikrokrümmungskoppler MBK nicht
zentral in der Längsachse der beiden Halbschalen OT und UT
sondern leicht gekrümmt aus der Achsmitte heraus, so daß
Platz zum Ankoppeln eines optischen Hilfsmittels wie z. B.
der y-Verzweigung YV oder direkt der Sender-/Empfängerkom
bination S1/E1 in einfacher Weise an der Seitenwand SW
weitgehend ohne Leistungsverluste gegeben ist. Vorteilhaft
kann der durch die Mikrokrümmungen MK1 bis MK4 bewirkte
"gestreute" bzw. aufgeteilte Ein- und/oder Auskoppeleffekt
noch dadurch verbessert werden, daß das Oberteil OT und
das Unterteil UT an den Innenflächen aufgerauht sind sowie
der Lichtwellenleiter LW1 unter Druck zwischen den beiden
Teilen OT und UT in den vier Mikrokrümmungen MK1 bis MK4
geführt wird. Daneben kann es zur Ein- und Auskopplung von
Licht bereits ausreichend sein, z. B. nur die Unterseite
des Oberteils OT zu verspiegeln, so daß das entlang der
vier Mikrokrümmungen MK1 bis MK4 jeweils nacheinander in
Richtung auf das Oberteil OT ausgekoppelte Licht in das
vorzugsweise transparente, unverspiegelte Unterteil UT zur
Detektion gelenkt wird. In analoger Weise kann die Licht
einkopplung in umgekehrter Richtung vom Unterteil UT aus
erfolgen.
Zweckmäßigerweise kann der Lichtwellenleiter LW1 entlang
seines Einlegeabschnitts im Bereich des Mikrokrümmungs
kopplers MKK zur Verbesserung des Ein- und/oder Auskoppel
wirkungsgrades (Koppelfaktors) angeschliffen sein. Mit dem
Mikrokrümmungskoppler MKK läßt sich vorteilhaft für die
Einkopplung z. B. ein Wirkungsgrad zwischen etwa 15 bis 20
dB sowie bei der Auskopplung ein Wirkungsgrad bzw. Koppel
faktor von etwa 3 dB erreichen.
Die Vorteile einer Ein- bzw. Auskopplung mit Hilfe des
Mikrokrümmungskopplers MKK bestehen vor allem darin, daß
dieser besonders kostengünstig hergestellt werden kann.
In Fig. 12 ist schließlich ein weiterer zu Fig. 1 abge
wandelter optischer Transceiver OT12 bzw. OT13 darge
stellt, dessen Wirkungsweise und Funktion auf der Ab
hängigkeit der Abstrahlverluste des im Kern des Licht
wellenleiters LW1 geführten Lichtes von der Wellenlän
ge sowie der Lichtwellenleiter-Krümmung beruht. Unverän
dert übernommene Elemente aus den Fig. 1 mit 11 sind
jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 13 zeigt qualitativ diese Dämpfungs- bzw. Abstrahl
verluste AV für zwei unterschiedliche Krümmungsradien R1
und R2 des Lichtwellenleiters LW1, wobei R1 < R2 ist.
Für die beiden unterschiedlichen Krümmungsradien R1 und
R2 ergeben sich zwei getrennte, separate Dämpfungskurven:
AR1 für den Krümmungsradius R1 und AR2 für den etwas
größeren Krümmungsradius R2. Die Dämpfungskurve AR1 kommt
dabei bereits für kleine Wellenlängen λ zum Tragen. Die
Dämpfungskurve AR2 für den größeren Krümmungsradius R2 ist
hingegen erst ab einer Wellenlänge λ von ungefähr 1,5 pm
von Bedeutung. Bei Monomode-Lichtwellenleitern erfolgt die
Lichtübertragung vorzugsweise bei den beiden Wellenlängen
λ 1 = 1,3 µm und λ 2 = 1,55 µm. Somit kann die Dämpfungs
kurve AR1 vorteilhaft der etwas niedrigeren Übertragungs-
Wellenlänge λ 1 = 1,3 µm und die Dämpfungskurve AR2 der
etwas größeren Übertragungs-Lichtwellenlänge λ 2 = 1,55 µm
eindeutig zugeordnet werden. Dadurch ist es möglich, durch
Hintereinanderschalten von zwei Lichtwellenleiter-Krümmun
gen mit den Radien R1 und R2, wobei R1 < R2, und der ent
sprechenden Zuordnung der Übertragungs-Wellenlängen
λ 1 = 1,3 µm sowie λ 2 = 1,55 µm für Senden und Empfan
gen, einen optischen Transceiver mit optimalen Ein- und
Auskoppelwirkungsgraden zu realisieren.
Fig. 12 zeigt ein erfindungsgemäßes optisches Kommuni
kationsnetz CS2 mit den beiden erfindungsgemäßen optischen
Transceivern OT12 und OT13. Im optischen Transceiver OT12
ist der Lichtwellenleiter LW1 entlang eines ersten Ab
schnittes SA1 um einen Zylinder ZTS1 mit dem Radius R1 ge
krümmt herumgelegt und zwischen dem Zylinder ZTS1 und einer
zugehörigen Halterung HTS1 in seiner Lage fixiert. Ein Sen
der TS1 ist im linken Teil des Krümmungsbereichs KBS1 des
Biegekopplers BKS1 möglichst nahe am gekrümmten Lichtwellen
leiter-Abschnitt in einer idealen Einkoppelposition der
art positioniert und/oder ausgerichtet, daß er ein Sende
signal SS3 am Einkoppelort (entsprechend EB1 von Fig. 1
bzw. Fig. 14) mit der Wellenlänge λ 1 =
1,3 µm weitgehend optimal, d. h. mit maximalem bzw. idealem
Koppelfaktor, in den Kern des Lichtwellenleiters LW1 in
Richtung dessen rechter Übertragungstrecke auf ein op
tisches Medium OM12 zu einkoppeln kann.
In einem nachfolgenden Abschnitt EA1 des Lichtwellenlei
ters LW1 ist der Lichtwellenleiter LW1 um einen Zylinder
ZTE1 eines Biegekopplers BKE1 mit dem Radius R2, wobei
R2 < R1 ist, in einer Halterung HTE1 gekrümmt herumge
legt. Im linken Teil seines Krümmungsbereiches KBE1 weist
der Biegekoppler BKE1 einen optischen Empfänger TE1 für
ein in Gegenrichtung ankommendes Empfangssignal ES3 mit
der Wellenlänge λ 2 = 1,55 µm auf. In der Nähe des zwi
schen dem Zylinder ZTE1 und seiner Halterung KBE1 gekrümmt
geführten Lichtwellenleiters LW1 kann der Empfänger TE1 in
einer idealen Auskoppelposition derart positioniert und/
oder ausgerichtet werden, daß er das entlang der Lichtwel
lenleiter-Krümmung angekoppelte Empfangssignal ES3 (ent
sprechend den Koppelverhältnissen von Fig. 1 bzw. Fig.
14) optimal, d. h. mit bestmöglichem Koppelfaktor bzw. ver
lustarm, weitgehend vollständig aufnehmen kann. Durch die
hintereinandergeschaltete, getrennte Ankopplung des Sen
ders TS1 und des Empfängers TE1 kann unabhängig bzw. ent
koppelt voneinander das Sendesignal SS3 in Übertragungs
richtung auf das optische Medium DM12 zu in den Kern des
Lichtwellenleiters LW1 optimal, d. h. mit maximalem Koppel
faktor, eingespeist werden, sowie weiterhin das Empfangs
signal ES3 in Gegenrichtung optimal, d. h. mit bestmögli
chen Koppelfaktor, empfangen werden. Der Grund dafür ist,
daß der Sender TS1 im Krümmungsbereich KBS1 uneinge
schränkt, d. h. frei positionierbar und/oder ausrichtbar
ist. Genauso ist die Empfangslage des Empfängers TE1 im
zweiten Krümmungsbereich KBE1 frei variierbar.
Im rechten Teil von Fig. 12 wird der optische Transceiver
OT13 an den Lichtwellenleiter LW1 angeklemmt. Er ist spie
gelbildlich bezüglich des optischen Mediums OM12 zum opti
schen Transceiver OT12 aufgebaut. Komponenten des optischen
Transceivers OT13, die den Elementen des Transceivers OT12
entsprechen, sind jeweils anstelle der Endziffer 1 mit der
Endziffer 3 im Bezugszeichen versehen.
Auf diese Weise erhält man das bidirektionale, optische
Kommunikationsnetz CS2 über den Lichtwellenleiter LW1
zwischen dem optischen Transceiver OT12 und dem optischen
Transceiver OT13. Dabei bildet der Sender TS2 des Trans
ceivers OT13 und der Empfänger TE1 des Transceivers OT12
ein 1,55 µm-Übertragungssystem, das "innen" angeordnet ist
und mit einer Betriebs-Wellenlänge λ 2 = 1,55 µm arbei
tet. Außen befindet sich ein gewissermaßen "überge
stülptes" zweites äußeres Übertragungssystem mit dem Sen
der TS1 des Transceivers OT12 und dem zugeordneten Empfän
ger TE2 des Transceivers OT13, das mit einer Wellenlänge
λ 1 = 1,3 µm arbeitet. Da nun der Krümmungsradius bzw.
Biegeradius R2 (< R1) bei der Wellenlänge λ 1 = 1,3 µm
für das "innere" System keine nennenswerte Dämpfung verur
sacht, (vgl. hierzu Fig. 13) wird das "äußere" (Übertra
gungssystem durch die in seinem Lichtweg bzw. Übertragungs
weg angeordneten Biegekoppler BKE1 und BKS2 des inneren
Systems mit dem Krümmungsradius R2 nicht beeinflußt. Da
durch ist es möglich, daß sowohl das "innere" als auch das
"äußere" Übertragungssystem unabhängig bzw. entkoppelt
voneinander weitgehend optimal senden und empfangen, d. h.
ggf. auch im gleichen Zeitintervall.
Da jeder Biegekoppler nur einen Sender bzw. einen Empfän
ger enthält, können diese vorteilhaft jeweils einzeln bzw.
individuell in der für sie optimalen Koppel-Position sit
zen, so daß keine Kompromisse hinsichtlich der Koppelwir
kungsgrade eingegangen werden müssen. Auf diese Weise ist
jeweils eine ideale Einzelanordnung bzw. Positionierung
für den Sender S1 und den Empfänger E1 bei etwas erhöh
tem Aufwand aufgrund der höheren Kosten durch die zusätz
lichen Biegekoppler, der zur Zeit relativ teuren 1550 nm
Sendeelemente, der größeren Baugröße, usw. möglich, so
daß sich weitgehend optimale Koppelfaktoren für das Senden
und/oder Empfangen im jeweiligen optischen Transceiver in
dividuell einstellen lassen.
Fig. 16 zeigt einen zu Fig. 4 abgewandelten optischen
Transceiver OT16, der hinsichtlich seiner Sende- und/oder
Empfangsverhältnisse optimiert sowie besonders kosten
günstig herstellbar ist. Unverändert übernommene Elemente
aus Fig. 4 sind in Fig. 16 jeweils mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Im Krümmungsbereich KB1 des Biege
kopplers BK1 ist zwischen dem Sendeelement SD1 des Senders
S1 und einem strichpunktiert umrahmt angedeuteten Einkop
pelort bzw. Einkoppelabschnitt EB16 im rechten Endbereich
des Lichtwellenleiter-Krümmungsabschnitts K1 eine Gradien
tenindex-Stablinse GIL als optisches Hilfsmittel zwischen
geschaltet. Dieser externe Lichtwellenleiter leitet Licht
strahlen eines vom Sendeelement SD1 abgestrahlten Sende-
Strahlungsfeldes SF16 weitgehend verlustarm bis in die
Nähe des gekrümmt geführten Lichtwellenleiters LW1 und
fokussiert diese dann derart, z. B. punktförmig, auf den
Einkoppelort EB16, daß das Sende-Strahlungsfeld SF16
mit hoher Lichtleistung bzw. optimal in den Kern des Licht
wellenleiters LW1 eingekoppelt und dort das Sendesignal
SS1 mit weitgehend optimaler Sendeleistung hervorgerufen
wird. Indem also die Lichtstrahlen des Sende-Strahlungsfel
des SF16 auf den Einkoppelort EB16 im Endbereich des Krüm
mungsabschnitts K1 des Lichtwellenleiters LW1, das heißt
vor dem Übergang zu dessem geradlinigen Verlauf, vorzugs
weise fokussiert abgebildet, werden, sind Abstrahlverluste
bzw. eine unerwünschte Lichtauskopplung aufgrund eines wei
teren gekrümmten Verlaufs des Lichtwellenleiters LW1 ver
mieden.
In Gegenrichtung zur Übertragungsrichtung des Sendesignals
SS1 werden Lichtanteile des Empfangssignals ES1 entlang
des Krümmungsabschnitts K1 des Lichtwellenleiters LW1 aus
gekoppelt. Aufgrund der geometrischen Abmessungen praktisch
verfügbarer Sender und Empfänger ist es erschwert oder
nicht möglich, auch noch den Empfänger E1 mit seinem licht
empfindlichen Element LE1 optimal in der Nähe des Krüm
mungsabschnitts K1 zum idealen bzw. optimalen Lichtempfang
aufzustellen. Um dennoch möglichst viele der Lichtstrahlen,
die entlang des Krümmungsabschnitts K1 ausgekoppelt wer
den, mit dem lichtempfindlichen Element LE1 des optischen
Empfängers E1 aufsammeln zu können, ist wie in Fig. 4
zwischen dem lichtempfindlichen Element LE1 des optischen
Empfängers E1 und dem Krümmungsabschnitt K1 der externe
Lichtwellenleiter EL2 als optisches Hilfsmittel angebracht.
In Fig. 16 ist dieser externe Lichtwellenleiter EL2
strichpunktiert eingezeichnet. Ausgehend vom lichtempfind
lichen Element LE1 ist er bis in die Nähe des Krümmungsab
schnitts K1 derart gekrümmt und positioniert, daß seine
Stirnseite hauptsächlich Lichtstrahlen erfaßt, die zu Be
ginn der Krümmung K1, das heißt ungefähr bei EB16, antei
lig aus dem noch ungedämpften Empfangssignal ES1 ausge
koppelt werden.
Um nun sicherzustellen, daß auch die restlichen ausgekop
pelten Lichtstrahlen im übrigen Teil des Krümmungsab
schnitts K1 vom lichtempfindlichen Element LE1 noch mit
erfaßt werden, wird der externe Lichtwellenleiter bzw. Zu
führ-Lichtwellenleiter EL2 auf der dem Krümmungsabschnitt
K1 zugewandten Oberseite abgeschliffen, während seine Un
terseite verspiegelt bleibt, sowie seine Stirnseite abge
schrägt. Der angeschliffene Lichtwellenleiter ist in Fig.
16 mit ALW bezeichnet und durchgezogen eingezeichnet.
Er deckt dabei die linke Hälfte der aktiven Fläche des
lichtempfindlichen Elements mit seiner Strahlcharakteri
stik ab, während die rechte Hälfte freibleibt und insbe
sondere der zweiten Hälfte des Krümmungsabschnitts K1 zu
geordnet wird. Bei einem Plastik-Lichtwellenleiter genügt
beispielsweise zur reflexionsfreien Lichteinkopplung in
den Lichtwellenleiter ALW bereits das Aufrauhen der Ober
fläche seiner Oberseite.
Zweckmäßigerweise wird die Stirnseite des Lichtwellen
leiters ALW derart abgeschrägt, daß der Lichtstrahl S1,
der auf die rechte untere Ecke bzw. Kante der Stirnsei
te trifft, gerade noch in den Lichtwellenleiter AWL hin
eingekoppelt wird. Die untere Ecke des abgeschliffenen
Lichtwellenleiters ALW stimmt dabei mit der des exter
nen Lichtwellenleiters EL2 überein. Die obere Ecke des
abgeschliffenen Lichtwellenleiters ALW wandert hingegen
nach links vom Krümmungsabschnitt K1 weg, so daß sich
dessen abgeschrägte Stirnseite ergibt. Die Abschrägung
bzw. Neigung der Stirnseite erfolgt derart, daß diesen
beiden Ecken zugeordnete Öffnungswinkel einen möglichst
großen Auskoppelabschnitt entlang des Krümmungsabschnitts
K1 abdecken, so daß möglichst auch noch Lichtstrahlen, die
im Anfangs- und Endbereich des Krümmungsabschnitts K1 aus
treten, in den Lichtwellenleiter ALW eingekoppelt werden.
Zweckmäßigerweise wird für den Öffnungswinkel der unteren
und oberen Ecke bei einem Krümmungsradius von etwa 3 cm
und einem Krümmungswinkel von etwa 90° jeweils ein Winkel
von etwa 60° gewählt. Auf diese Weise treten auch noch
Lichtstrahlen, die auf die untere und obere Ecke treffen,
wie z. B. B1 und B3, in den abgeschliffenen Lichtwellenlei
ter ALW ein.
Durch diese beiden Maßnahmen, das heißt durch das Anschlei
fen des externen Lichtwellenleiters EL2 sowie das Abschrä
gen seiner Stirnseite, wird erreicht, daß sich die ausge
koppelten Lichtstrahlen weitgehend entlang des gesamten
Krümmungsabschnitts K1 auf die aktive Fläche des lichtemp
findlichen Elementes LE1 abbilden lassen. So trifft bei
spielsweise ein Lichtstrahl B1, der im Bereich EB16 aus
dem ankommenden, noch zu Beginn der Krümmung K1 des Licht
wellenleiters LW1 ungedämpften Empfangssignal ES aus des
sem Kern ausgekoppelt wird, auf die verspiegelte Unterkan
te der Stirnseite des angeschliffenen Lichtwellenleiters
ALW. Von dort reflektiert verläßt er diesen wieder durch
die angeschliffene unverspiegelte Oberseite des Lichtwel
lenleiters ALW und wird auf die rechte freie Hälfte des
lichtempfindlichen Elementes EL1 gelenkt. Ein Lichtstrahl
B2, der im weiteren Verlauf der ersten Hälfte des Krüm
mungsabschnitts K1 aus dem Empfangssignal ES1 tangential
ausgekoppelt wird, fällt von vorn in die Mitte der offenen
Stirnseite des angeschliffenen Lichtwellenleiters ALW. Der
Lichtstrahl B2 wird in weiteren Verlauf des Lichtwellenlei
ters ALW in dessen Inneren an der verspiegelten Unterseite
reflektiert und dem lichtempfindlichen Element LE1 zuge
führt. In der zweiten Krümmungshälfte des Krümmungsab
schnitts K1 tritt beispielsweise etwas nach dem Krümmungs
maximum ein Lichtstrahl B3 etwa tangential aus dem ver
bleibenden Restanteil des Empfangssignals ES1 aus, fällt
von oben in den angeschliffenen, unverspiegelten Licht
wellenleiter ALW und wird an dessen verspiegelter Unter
seite reflektiert, so daß er ebenfalls auf das lichtemp
findliche Element LE1 trifft. Ein Lichtstrahl B4, der im
Endbereich der linken, zweiten Krümmungshälfte des Licht
wellenleiters LW1 etwa tangential austritt, fällt schließ
lich direkt, das heißt ohne Einfluß des angeschliffenen
Lichtwellenleiters ALW auf die aktive Fläche des lichtemp
findlichen Elementes LE1. Dadurch ist weitgehend sicherge
stellt, daß zum einen diejenigen Lichtstrahlen, die mit
besonders hoher Lichtleistung in der ersten Hälfte des
Krümmungsabschnitts K1 aus dem Empfangssignal ES1 ausge
koppelt werden, auf das lichtempfindliche Element LE1 ge
langen. Zum anderen werden zusätzlich auch diejenigen
Lichtstrahlen, die im weiteren Verlauf des Krümmungsab
schnitts K1 aus dem verbleibenden Rest des dann gedämpften
Empfangssignals ES1 ausgekoppelt werden, ebenfalls dem
lichtempfindlichen Element LE1 zugeführt.
Die in Fig. 16 empfangsseitig getroffenen Maßnahmen
werden vorteilhaft für Plastik-Lichtwellenleiter durch
geführt, die bei gängigen Kerndurchmessern (etwa bei 2 mm)
kostengünstig angeboten werden.
Claims (27)
1. Optischer Transceiver (OT1) zur bidirektionalen Nach
richtenübertragung über einen Lichtwellenleiter (LW1)
unter Verwendung eines Biegekopplers (BK1) sowie eines ein
Sendesignal (SS1) liefernden optischen Senders (S1) und
eines ein Empfangsignal (ES1) aufnehmenden optischen Emp
fängers (E1),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Transceiver (OT1) als Biegekoppler (BK1) derart
ausgebildet ist, daß er entlang des Lichtwellenleiters
(LW1) jeweils an einem beliebig vorgebbaren Lichtwellen
leiter-Abschnitt (A1) ankoppelbar ist, und daß im Krüm
mungsbereich (KB1) des Biegekopplers (BK1) jeweils der
Sender (S1) und weiterhin der Empfänger (E1) derart posi
tioniert sind, daß in diesem Krümmungsbereich (KB1) je
weils Anteile des Empfangssignals (ES1), das im Lichtwel
lenleiter (LW1) in Übertragungsrichtung auf den Biegekopp
ler (BK1) zu geführt ist, vom Empfänger (E1) aufnehmbar
sind und daß weiterhin in diesem Krümmungsbereich (KB1)
das optische Sendesignal (SS1) vom Sender (S1) in entge
gengesetzter Richtung in den Lichtwellenleiter (LW1) ein
koppelbar ist.
2. Optischer Transceiver nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Krümmungsbereich (KB1) des Biegekopplers (BK1) zwi
schen dem Sender (S1) und dem gekrümmt geführten Lichtwel
lenleiter (LW1) mindestens ein dem Sender (S1) getrennt
zugeordnetes, optisches Hilfsmittel vorgesehen ist.
3. Optischer Transceiver nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Krümmungsbereich (KB1) zwischen dem Empfänger (E1)
und dem gekrümmt geführten Lichtwellenleiter (LW1) min
destens ein dem Empfänger (E1) getrennt zugeordnetes, op
tisches Hilfsmittel vorgesehen ist.
4. Optischer Transceiver nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Krümmungsbereich (KB1) als optisches Hilfsmittel je
weils mindestens eine diskrete Linse (L11, L12) vorgesehen
ist.
5. Optischer Transceiver nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Krümmungsbereich (KB1) als optisches Hilfsmittel
jeweils mindestens ein externer Lichtwellenleiter (z. B.
EL1, EL2) vorgesehen ist.
6. Optischer Transceiver nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der externe Lichtwellenleiter (z. B. EL1, EL2) jeweils
als Gradientenindex-Stablinse (SL1) ausgebildet ist.
7. Optischer Transceiver nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Krümmungsbereich (KB1) mindestens ein dem Sender
(S1) sowie dem Empfänger (E1) gemeinsam zugeordnetes,
optisches Hilfsmittel angeordnet ist.
8. Optischer Transceiver nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei externe Lichtwellenleiter (z. B. EL1, EL2) für je
weils eine Sender-/Empfängerkombination (z. B. S1, E1) ei
ner Übertragungsrichtung im Krümmungsbereich (KB1) zu ei
ner Y-Verzweigung (YV) als gemeinsames optisches Hilfsmit
tel zusammengefaßt sind.
9. Optischer Transceiver nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Krümmungsbereich (KB1) jeweils zwischen der Sender-/
Empfängerkombination (z. B. S1, E1) einer Übertragungsrich
tung und dem gekrümmten Lichtwellenleiter (z. B. LW1) als
gemeinsames optisches Hilfsmittel ein Strahlteiler (ST1)
zwischengeschaltet ist.
10. Optischer Transceiver nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strahlteiler (ST1) als Faserkoppler (FK) ausge
bildet ist.
11. Optischer Transceiver nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Empfänger (RE1) im Krümmungsbereich (KB1) zur Auf
nahme des Empfangssignals (ES1) vor dem Sender (S1) ange
ordnet ist, und daß der Empfänger (RE1) eine Durchlaßöff
nung (T0) derart aufweist, daß durch diese Durchlaßöffnung
(T0) das optische Sendesignal (SS1) aus dem Sender (S1) in
den Lichtwellenleiter (LW1) einkoppelbar ist.
12. Optischer Transceiver nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Biegekoppler (BK1) als Mikro-Krümmungskoppler (MKK)
ausgebildet ist.
13. Optischer Transceiver nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Biegekoppler (BK1) eine optisch transparente Hal
terung (z. B. TH1) aufweist, in der der Lichtwellenleiter
(LW1) gekrümmt geführt ist.
14. Optischer Transceiver nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halterung (z. B. TH1) des Biegekopplers (BK1) als
Linsen wirkende Flächen (z. B. LF1) aufweist, die jeweils
als optisches Hilfsmittel im Krümmungsbereich (KB1) zwi
schengeschaltet sind.
15. Optischer Transceiver nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Krümmungsbereich (KB1) des Biegekopplers (BK1) für
jede Übertragungsrichtung jeweils eine Sender-/Empfänger
kombination (S1/E1; S1*/E1*) positioniert ist.
16. Optisches Kommunikationsnetz (CS1) zur bidirektio
nalen Nachrichtenübertragung über einen Lichtwellenleiter
(LW1) zwischen einem ersten und einem zweiten optischen
Transceiver (OT1, OT2),
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Transceiver (OT1, OT2) vorgesehen
sind, die nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf
gebaut sind.
17. Optischer Transceiver (z. B. OT12) zur bidirektionalen
Nachrichtenübertragung über einen Lichtwellenleiter (LW1)
unter Verwendung eines Biegekopplers (z. B. BKS1) sowie
eines ein Sendesignal (z. B. SS3) liefernden, optischen
Senders (z. B. TS1) und eines ein Empfangssignal (z. B. ES3)
aufnehmenden, optischen Empfängers (z. B. TE1), insbesonde
re nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß an einem ersten Streckenabschnitt (z. B. SA1) des
Lichtwellenleiters ein erster Biegekoppler (z. B. BKS1) mit
einem dessen Krümmungsbereich (z. B. KBS1) zugeordneten
optischen Sender (z. B. TS1) sowie in einem nachfolgen
den zweiten Streckenabschnitt (z. B. EA1) ein zweiter Bie
gekoppler (z. B. BKE1) mit einem dessen Krümmungsbereich
(z. B. KBE1) zugeordneten optischen Empfänger (z. B. TE1)
angekoppelt sind, und daß der Sender (z. B. TS1) eine
Strahlungscharakteristik aufweist, die von der Empfangs
charakteristik des Empfängers (z. B. TE1) verschieden ist.
18. Optischer Transceiver nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sender (z. B. TS1) eine Strahlungscharakteristik
aufweist, die von der Empfangscharakteristik des Empfän
gers (z. B. TE1) bezüglich der Wellenlänge verschieden
ist.
19. Optischer Transceiver nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sender (z. B. TS1) im Krümmungsbereich (z. B. KBS1)
seines Biegekopplers (z. B. BKS1) weitgehend ideal auf ei
nen Einkoppelort entlang des gekrümmten Lichtwellenleiters
(LW1) ausgerichtet ist.
20. Optischer Transceiver nach einem der Ansprüche 17 bis
19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Empfänger (z. B. TE1) im Krümmungsbereich (z. B.
BKE1) weitgehend ideal auf einen Auskoppelabschnitt ent
lang des gekrümmten Lichtwellenleiters (LW1) ausgerichtet
ist.
21. Optischer Transceiver nach einem der Ansprüche 17
bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Biegekoppler (z. B. BKS1) einen kleineren
Krümmungsradius als der zweite Biegekoppler (z. B.
BKE1) aufweist (R1 < R2).
22. Optischer Transceiver nach einem der Ansprüche 17
bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem ersten Biegekoppler (z. B. BKS1) eine Sende-Wellen
länge von etwa λ 1 = 1,3 µm und dem zweiten Biegekoppler
(z. B. BKE1) eine Empfangs-Wellenlänge von etwa λ 2 =
1,55 µm zugeordnet ist.
23. Optisches Kommunikationsnetz (CS2) zur bidirektiona
len Nachrichtenübertragung über einen Lichtwellenleiter
(LW1) unter Verwendung eines ersten und eines zweiten
optischen Transceivers (OT3, OT4),
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Transceiver (OT3, OT4) vorgesehen sind,
die nach einem der Ansprüche 17 bis 22 aufgebaut sind.
24. Verfahren zum Betreiben eines optischen Transceivers
über einen Lichtwellenleiter (LW1) unter Verwendung eines
Biegekopplers (BK1), wobei jeweils von einem optischen
Sender (S1) ein Sendesignal (SS1) abgegeben, sowie von
einem optischen Empfänger (E1) ein Empfangssignal (ES1)
aufgenommen wird, insbesondere nach einem der Ansprüche
1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Biegekoppler (BK1) entlang des Lichtwellenleiters
(LW1) jeweils an einem beliebig vorgebbaren Lichtwellen
leiter-Abschnitt (A1) angekoppelt wird, und daß im Krüm
mungsbereich (KB1) des Biegekopplers (BK1) jeweils der
Sender (51) und weiterhin der Empfänger (E1) derart
positioniert werden, daß in diesem Krümmungsbereich
(KB1) jeweils Anteile des Empfangssignals (ES1), das im
Lichtwellenleiter (LW1) in Übertragungsrichtung auf den
Biegekoppler (BK1) zugeführt wird, vom Empfänger (E1)
aufgenommen werden und weiterhin jeweils das Sendesignal
(SS1) vom Sender (S1) in entgegengesetzter Richtung in den
Lichtwellenleiter (LW1) eingekoppelt wird.
25. Verfahren zur bidirektionalen Nachrichtenübertragung
über einen Lichtwellenleiter (LW1) zwischen jeweils einem
ersten und einem zweiten optischen Transceiver,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Transceiver (OT1, OT2) jeweils nach
dem Verfahren von Anspruch 24 an den Lichtwellenleiter
(LW1) angekoppelt werden.
26. Verfahren zum Betreiben eines optischen Transceivers
über einen Lichtwellenleiter (LW1) unter Verwendung eines
Biegekopplers (z. B. BKS1), wobei jeweils von einem opti
schen Sender (z. B. TS1) ein Sendesignal (z. B. SS3) abge
geben sowie von einem optischen Empfänger (z. B. TE1) ein
Empfangssignal (z. B. ES3) aufgenommen wird, insbesondere
nach einem der Ansprüche 17 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß an einen ersten Streckenabschnitt (z. B. SA1) des
Lichtwellenleiters (LW1) ein erster Biegekoppler (z. B.
BKS1) mit einem dessen Krümmungsbereich (z. B. KBS1) zuge
ordneten optischen Sender (z. B. TS1) sowie in einem nach
folgenden zweiten Streckenabschnitt (z. B. EA1) ein zweiter
Biegekoppler (z. B. BKE1) mit einem dessen Krümmungsbereich
(z. B. KBE1) zugeordneten optischen Empfänger (z. B. TE1)
angekoppelt werden, und daß das Sendesignal (z. B. SS3) vom
Sender (z. B. TS1) mit einer Strahlungscharakteristik am
Einkoppelort entlang des gekrümmten Lichtwellenleiters
(LW1) eingekoppelt wird, die von der Empfangscharakteristik
des Empfängers (z. B. TE1), mit dem Anteile des Empfangssig
nals (z. B. ES3) aufgenommen werden, verschieden ist.
27. Verfahren zur bidirektionalen Nachrichtenübertragung
über einen Lichtwellenleiter (LW1) zwischen jeweils einem
ersten und einem zweiten optischen Transceiver,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Transceiver (OT3, OT4) jeweils nach
dem Verfahren von Anspruch 26 an den Lichtwellenleiter
(LW1) angekoppelt und betrieben werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4243400A DE4243400A1 (de) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | Optischer Transceiver zur bidirektionalen Nachrichtenübertragung und Verfahren zum Betreiben des optischen Transceivers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4243400A DE4243400A1 (de) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | Optischer Transceiver zur bidirektionalen Nachrichtenübertragung und Verfahren zum Betreiben des optischen Transceivers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4243400A1 true DE4243400A1 (de) | 1994-06-23 |
Family
ID=6476054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4243400A Withdrawn DE4243400A1 (de) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | Optischer Transceiver zur bidirektionalen Nachrichtenübertragung und Verfahren zum Betreiben des optischen Transceivers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4243400A1 (de) |
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-
1992
- 1992-12-21 DE DE4243400A patent/DE4243400A1/de not_active Withdrawn
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