DE4414862C2

DE4414862C2 - Optical fiber connector with monitoring device

Info

Publication number: DE4414862C2
Application number: DE4414862A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Behr; Roland Berg
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2014-04-29
Also published as: DE4414862A1

Description

Bei kupfergebundenen Übertragungsstrecken erfolgt der Informationsfluß zwischen Sender und Empfänger über einen geschlossenen Stromkreis mit Hin- und Rückleiter. Eine fehlerhafte Installation, beispielsweise ein Adernbruch, ein Kurzschluß, eine Verpolung oder auch äußere Einflüsse, beispielsweise elektromagnetische Störfelder, wirken direkt auf den Stromfluß im geschlossenen Stromkreis ein und machen sich daher sofort beim Sender und beim Empfänger bemerkbar. Eine Installationsprüfung kann daher einfach durch eine Prüfung des Stromflusses und Vergleich mit einem Referenzwert an jeder Stelle des Stromkreises, also insbesondere beim Sender und beim Empfänger, erfolgen.With copper-bound transmission links the flow of information between sender and receiver a closed circuit with a forward and return conductor. A faulty installation, for example a broken wire Short circuit, reverse polarity or external influences, for example electromagnetic interference fields, act directly on the current flow in the closed circuit and make therefore immediately noticeable at the transmitter and at the receiver. An installation test can therefore simply be carried out by a Checking the current flow and comparison with one Reference value at every point in the circuit, that is in particular at the sender and the receiver.

Bei fasergebundenen Übertragungsstrecken, also bei einer Informationsübertragung über Lichtwellenleiter, ist ein solcher geschlossener "Stromkreis" nicht vorhanden, so daß auch eine einfache Überwachung wie bei kupfergebundenen Übertragungssystemen nicht möglich ist. Es wird ein zusätzlicher Übertragungskanal erforderlich, der beispielsweise dem Sender meldet, daß die von ihm abgestrahlte Lichtwellenenergie beim Empfänger ankommt. Wegen des zusätzlichen Übertragungskanals ist eine solche Überwachung aufwendig. With fiber-bound transmission links, i.e. with an information transmission via optical fibers such a closed "circuit" does not exist, so that also simple monitoring as with copper-bound Transmission systems is not possible. It will be a additional transmission channel required, the for example, reports to the broadcaster that the radiated light wave energy arrives at the receiver. Because of the additional transmission channel, this is one Monitoring complex.

Eine Schwachstelle bei allen Nachrichtenübertragungssystemen sind Steckverbindungen im Zuge von Leitungen sowie insbesondere auch beim Anschluß von Leitungen an Sende- und Empfangseinrichtungen. Das gilt in hohem Maße auch für die Steckverbindungen von Lichtwellenleitern. Eine Schwachstelle bei allen Nachrichtenübertragungssystemen sind Steckverbindungen zum Zuge von Leitungen sowie insbesondere auch beim Anschluß von Leitungen an Sende- und Empfangseinrichtungen. Das gilt im hohen Maße auch für die Steckverbindungen von Lichtwellenleitern. Aus DE 32 41 718 ist eine Überwachungseinrichtung an einer Lichtleitkabelkupplung bekannt, bei der mittels einer Lichtschranke überwacht wird, ob ein Lichtwellenleiter mit dem optischen Sender gekoppelt ist. Diese Lichtschranke benötigt ein vom optischen Sender unabhängiges zweites Lichtsendeelement. Eine derartige Lichtschranke aktiviert beim Einführen eines Lichtwellenkabels in die dafür vorgesehene Steckverbindung den optischen Sender darauf ein Laserlicht auszusenden. Bei DE 83 17 054 U1 handelt es sich um eine Lichtwellenleitersteckvorrichtung, wobei mit Hilfe einer optischen Überwachungseinrichtung das Leistungsverhalten eines optischen überwacht wird. Dabei wird von einem zweiten Lichtwellenleiter das Streulicht des Senders aufgenommen. Dieser Streulicht empfangende Lichtwellenleiter wird in gestecktem Zustand der Kupplung nicht abgeschaltet.A vulnerability in all messaging systems are plug connections in the course of cables as well as in particular Connection of lines to transmitting and receiving devices. That applies in to a high degree also for the plug connections of optical fibers. A Vulnerability in all communication systems are Plug connections for pulling cables as well as especially when Connection of lines to transmitting and receiving devices. That applies in high dimensions also for the plug connections of optical fibers. From DE 32 41 718 is a monitoring device on one Light guide cable coupling known in the case of a light barrier is monitored whether an optical fiber with the optical transmitter is coupled. This light barrier requires one from the optical transmitter independent second light emitting element. Such a light barrier activated when a fiber optic cable is inserted into the designated one Plug the optical transmitter to send out a laser light. DE 83 17 054 U1 is a Optical fiber connector, with the help of an optical Monitoring device monitors the performance of an optical becomes. The stray light from the second optical fiber Transmitter added. This stray light receiving optical fiber not switched off when the coupling is inserted.

Da, wie oben erläutert, im Gegensatz zu kupfergebundenen Übertragungsstrecken bei Lichtwellenleiter-Übertragungsstrecken keine einfache Überwachung auf der Grundlage eines geschlossenen Stromkreises möglich ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Überwachung von Lichtwellenleiter- Steckverbindungen zu schaffen, die einfach zu realisieren ist und vielseitige Möglichkeiten eröffnet. Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.There, like above explained, in contrast to copper-bound transmission links Optical fiber transmission links no easy monitoring on the The basis of a closed circuit is possible Invention the task of monitoring fiber optic To create plug connections that are easy to implement and versatile possibilities opened up. The solution to the problem is in Claim 1 specified.

Durch die Kopplung eines Sende- oder Empfangselements mit einem optischen Gegenstück läßt sich auf einfache Weise feststellen, ob der Lichtwellenleiter angeschlossen ist oder nicht bzw. der Steckverbinder fehlerhaft oder unvollständig installiert wurde. Darüber hinaus sind weitere Prüfungen und Auswertevorgänge möglich.By coupling a transmitting or receiving element with a optical counterpart can be easily determined whether the Optical fiber is connected or not or the connector installed incorrectly or incompletely. Beyond that further tests and evaluation processes possible.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. So kann vorgesehen sein, daß das Sende- oder Empfangselement im Bereich der Koppelstelle des Lichtwellenleiters mit seinem optischen Gegenstück, beispielsweise dem Kupplungsgehäuse der Steckverbindung, angeordnet ist. Bei einer Steckverbindung zwischen einem optischen Sender und einem Lichtwellenleiter wird ein Empfangselement beim optischen Sender nahe der Koppelstelle mit dem Lichtwellenleiter angeordnet, derart, daß das Empfangselement bei fehlender oder unvollständiger Kopplung mit dem Lichtwellenleiter einen Teil der optischen Energie des Senders detektiert. Bei einer Steckverbindung zwischen einem optischen Empfänger und einem Lichtwellenleiter wird ein Sendeelement beim optischen Empfänger nahe der Koppelstelle angeordnet, derart, daß das Empfangselement bei fehlender oder unvollständiger Kopplung mit dem Lichtwellenleiter einen Teil der optischen Energie des Sendeelements aufnimmt.Developments of the invention are the subject of Subclaims. It can be provided that the transmission or Receiving element in the area of the coupling point of the optical waveguide its optical counterpart, for example the clutch housing Plug connection, is arranged. With a plug connection between one optical transmitter and an optical fiber becomes a receiving element in the optical transmitter near the coupling point with the optical fiber arranged such that the receiving element in the absence or incomplete coupling with the optical fiber part of the optical energy of the transmitter is detected. With a plug connection between an optical receiver and an optical fiber Transmitting element in the optical receiver arranged near the coupling point, such that the receiving element is missing or incomplete Coupling with the optical fiber part of the optical energy of the Sending element records.

Für die Anordnung eines Sende- und/oder Empfangselements an der Steckvorrichtung bestehen vielerlei Möglichkeiten. Zweckmäßig wird das Element jedoch in einer quer zur Einsteckrichtung angeordneten Bohrung des Kupplungsgehäuses angeordnet, das den Lichtwellenleiter-Stecker aufnimmt.For the arrangement of a transmitting and / or receiving element on the There are many options for the plug device. It will be useful However, element in a bore arranged transversely to the direction of insertion of the coupling housing arranged, the fiber optic connector records.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described in Described in connection with the drawings. Show it:

Fig. 1 u. 2 schematisch einen Lichtwellenleiter- Steckverbinder zwischen einer Nachrichtenquelle bzw. einer Nachrichtensenke und einem Lichtwellenleiter entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 1 u. 2 schematically shows an optical fiber connector between a message source or a message sink and an optical fiber according to an embodiment of the invention;

Fig. 3 u. 4 schematisch einen Lichtwellenleiter- Steckverbinder zwischen einer Nachrichtenquelle und einem Lichtwellenleiter als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 3 u. 4 schematically shows an optical fiber connector between a message source and an optical fiber as a further exemplary embodiment of the invention;

Fig. 5 schematisch einen Querschnitt durch einen Steckverbinder nach der Erfindung. Fig. 5 shows schematically a cross section through a connector according to the invention.

In Fig. 1 ist schematisch ein Lichtwellenleiter- Steckverbinder nach der Erfindung dargestellt. Der Steckverbinder weist ein Kupplungsgehäuse 1 auf, das mit einer Nachrichtenquelle 2 als Sender, schematisch dargestellt als Laserdiode, verbunden ist. Ein Lichtwellenleiter-Stecker 3, der eine optische Faser 4 als Lichtwellenleiter enthält, kann zur Herstellung der Steckverbindung in Richtung des Pfeils 5 in das Kupplungsgehäuse 1 eingeführt werden. Unterhalb einer Öffnung 6 im Kupplungsgehäuse 1 ist ein Empfangselement 7, schematisch dargestellt als lichtempfindliche Diode, angeordnet.In Fig. 1, an optical fiber connector according to the invention is shown schematically. The connector has a coupling housing 1 , which is connected to a message source 2 as a transmitter, shown schematically as a laser diode. An optical waveguide plug 3 , which contains an optical fiber 4 as an optical waveguide, can be inserted into the coupling housing 1 in the direction of arrow 5 in order to produce the plug connection. A receiving element 7 , shown schematically as a light-sensitive diode, is arranged below an opening 6 in the coupling housing 1 .

In der dargestellten Lage, in der der Stecker 3 noch nicht (vollständig) eingeführt ist, kann das Empfangselement 7 einen Teil der von der Laserdiode der Nachrichtenquelle 2 abgestrahlten optischen Energie aufnehmen. Eine dem Empfangselement 7 nachgeschaltete Auswertelektronik (nicht dargestellt) spricht auf die eingestrahlte optische Energie bzw. Information an und liefert eine Anzeige dafür, daß die Steckverbindung nicht oder nicht vollständig oder nicht richtig ausgeführt ist. Nach dem Einführen des Steckers 3 in das Kupplungsgehäuse 1 wird die Öffnung 6 abgedeckt, so daß das Empfangselement keine optische Energie mehr erhält und folglich die richtige Herstellung der Steckverbindung angezeigt werden kann.In the position shown, in which the plug 3 has not yet been (fully) inserted, the receiving element 7 can absorb part of the optical energy emitted by the laser diode of the message source 2 . An evaluation electronics (not shown) connected downstream of the receiving element 7 responds to the irradiated optical energy or information and provides an indication that the plug connection is not or not completely or not properly executed. After the plug 3 has been inserted into the coupling housing 1 , the opening 6 is covered, so that the receiving element no longer receives optical energy and consequently the correct establishment of the plug connection can be displayed.

Fig. 2 entspricht in wesentlichen Teilen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Das Kupplungsgehäuse 1 ist hier jedoch mit einer Nachrichtensenke 12 als Empfänger, dargestellt als lichtempfindliche Diode, verbunden. Unterhalb der Öffnung 6 im Kupplungsgehäuse 1 ist ein Sendeelement 17 angeordnet. In Umkehrung der Verhältnisse beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann das Sendeelement 17, das beispielsweise eine Laserdiode ist, durch die Öffnung 6 auf die Nachrichtensenke 12 einwirken, wodurch angezeigt wird, daß die Steckverbindung noch nicht oder nicht vollständig oder noch nicht richtig hergestellt ist. Fig. 2 corresponds in substantial parts to the embodiment of Fig. 1. The clutch housing 1 is here, however, connected to a message sink 12 as a receiver, shown as a light-sensitive diode. A transmission element 17 is arranged below the opening 6 in the clutch housing 1 . In reverse of the situation in the embodiment of FIG. 1, the transmitting element 17 , which is for example a laser diode, can act on the message sink 12 through the opening 6 , which indicates that the plug connection has not yet been made or has not been made completely or not properly.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 entspricht dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Hier ist jedoch eine Öffnung 16 oberhalb des Empfangselements 7 vorgesehen, die nach Einstecken des Steckers 3 durch eine entsprechende Ausnehmung 13 nicht abgedeckt wird. Wenn jedoch der Stecker 3 entsprechend Fig. 4 um 180° versetzt eingesteckt wird, erfolgt eine Abdeckung der Öffnung 16 ähnlich wie im Fall des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1. Damit soll schematisch gezeigt sein, daß bei der Steckvorrichtung nach der Erfindung eine Codierung möglich ist, die entweder eine Erkennung der Art des jeweiligen Steckers oder seiner Einführungsposition ermöglicht. Dadurch lassen sich auch unterschiedliche Entfernungsbereiche kennzeichnen, oder es kann eine Anpassung der Sendeleistung bzw. Empfängerempfindlichkeit erreicht werden, wenn die jeweiligen Steckverbinder entsprechend codiert sind.The exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4 corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 1. Here, however, an opening 16 is provided above the receiving element 7 , which is not covered by a corresponding recess 13 after the plug 3 has been inserted. However, when the plug 3 is inserted offset by 180 ° according to FIG. 4, the opening 16 is covered similarly as in the case of the exemplary embodiment according to FIG. 1. This is intended to show schematically that coding is possible with the plug device according to the invention , which either enables a detection of the type of the respective plug or its insertion position. As a result, different distance ranges can also be identified, or an adaptation of the transmission power or receiver sensitivity can be achieved if the respective plug connectors are coded accordingly.

Fig. 5 zeigt schematisch den Aufbau eines Steckverbinders nach der Erfindung. An ein Gehäuse 20, das eine Nachrichtenquelle 2 oder eine Nachrichtensenke 12 mit nachgeschalteter Steuerelektronik 21 enthält, schließt sich ein Kupplungsgehäuse 31 mit Schraubgewinde 32 an. Der zugehörige Lichtwellenleiter-Stecker mit der wegführenden optischen Faser 4, die durch Hüllen 5 geschützt und gehalten wird, kann mit der eingeführten Faser 4 auf das Gewinde 32 aufgeschraubt werden. Dadurch wird die Verbindung mit der Nachrichtenquelle 2 bzw. der Nachrichtensenke 12 hergestellt. Fig. 5 shows schematically the structure of a connector according to the invention. A housing 20 , which contains a message source 2 or a message sink 12 with control electronics 21 connected downstream, is followed by a coupling housing 31 with a screw thread 32 . The associated optical waveguide plug with the optical fiber 4 leading away, which is protected and held by sleeves 5 , can be screwed onto the thread 32 with the fiber 4 inserted. This establishes the connection with the message source 2 or the message sink 12 .

Das Kupplungsgehäuse 31 weist eine Querbohrung 34 auf, in die ein Sendeelement 17 bzw. Empfangselement 7 mit nachgeschalteter Auswertelektronik 22 eingesteckt ist. Wie bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 4 gezeigt, ist eine optische Kopplung zwischen der Nachrichtenquelle 2 bzw. der Nachrichtensenke 12 einerseits und dem Empfangselement 7 bzw. dem Sendeelement 17 vorhanden, so lange der Stecker 33 noch nicht oder nicht vollständig auf das Kupplungsgehäuse 31 aufgeschraubt ist. Wenn jedoch die Steckverbindung entsprechend der Darstellung in Fig. 5 hergestellt ist, wird das Empfangs- bzw. Sendeelement 7, 17 durch die optische Faser mit ihren Umhüllungen abgedeckt, so daß die optische Kopplung unterbrochen ist.The clutch housing 31 has a transverse bore 34 , into which a transmitting element 17 or receiving element 7 with downstream evaluation electronics 22 is inserted. As shown in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4, there is an optical coupling between the message source 2 or the message sink 12 on the one hand and the receiving element 7 or the transmitting element 17 , as long as the plug 33 has not yet or not completely on the coupling housing 31 is screwed on. However, if the plug connection is made as shown in Fig. 5, the receiving or transmitting element 7 , 17 is covered by the optical fiber with its envelopes, so that the optical coupling is interrupted.

Claims

1. Optical fiber connector with monitoring device, characterized in
that the connector ( 1 , 31 ) is equipped with an optical transmitting and / or receiving element ( 7 , 17 ) which is optically coupled to a receiver and / or transmitter ( 2 , 12 ) connected to the connector and is arranged in such a way
that it is optically covered when the plug connection is made.

2. Connector according to claim 1, characterized in that the transmitting or receiving element ( 7 , 17 ) is arranged in the region of the coupling point of the optical waveguide ( 4 ) with its optical counterpart.

3. Connector according to claim 1 or 2, characterized in that the cover is dependent on a coding of the optical fiber connector ( 3 ).

4. Connector according to one of claims 1 to 3, characterized in that with a plug connection between an optical transmitter ( 2 ) and an optical waveguide ( 4 ), a receiving element ( 7 ) is arranged at the optical transmitter near the coupling point with the optical waveguide, such that that the receiving element ( 7 ) detects part of the optical energy of the transmitter ( 2 ) in the absence or incomplete coupling to the optical waveguide.

5. Connector according to one of claims 1 to 4, characterized in that with a plug connection between an optical receiver ( 12 ) and an optical waveguide ( 4 ), a transmitting element ( 17 ) is arranged near the coupling point with the optical waveguide in the optical receiver, such that that the receiver ( 12 ) absorbs part of the optical energy of the transmitting element ( 17 ) in the absence or incomplete coupling to the optical fiber connector ( 3 ).

6. Connector according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transmitting and / or receiving element ( 7 , 17 ) is arranged in a transverse to the insertion direction bore ( 34 ) of the coupling housing ( 31 ) which the fiber optic connector ( 33 ) records.