DE69016069T2 - Laserspeisungs- und Steuereinrichtung für Lichtwellenleiterverbindung zwischen einem Teilnehmer und einer Fernmeldevermittlungsanlage. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft die Speisung und Steuerung eines Lasers für eine Lichtleitfaserverbindung zwischen einem Teilnehmer und einer Vermittlungszentrale, wobei die zu übertragenden Daten eine hohe Durchsatzrate aufweisen, mehrere zehn oder selbst hundert MBit/s, und wobei der Laser den Speisestrom einer Laserdiode moduliert, deren ausgesendeter Lichtstrahl durch Lichtleitfasern übertragen wird. In der gesamten nachfolgenden Beschreibung wird die Laserdiode einfach Laser genannt.
• Es gibt Laserspeiseeinrichtungen, die entweder aus diskreten Elementen oder aus einer integrierten Schaltung bestehen.
• Die Einrichtungen mit diskreten Elementen weisen folgende Nachteile auf:
• - geringe Genauigkeit wegen der starken Änderungen der Werte der diskreten Elemente mit der Temperatur, wobei diese Änderungen schwer zu kompensieren sind,
• - beträchtlicherer Platzbedarf auf den gedruckten Schaltungen, auf denen sie montiert sind,
• - höhere Herstellungskosten bei der Massenproduktion,
• - Herstellungsprobleme: Tatsächlich erfordern die hohen Durchsatzraten Geschwindigkeiten, die kurze Anschlüsse verlangen, also die Verwendung hybrider Komponenten, was zu höheren Kosten führt.
• Die bereits bestehenden Einrichtungen mit integrierten Schaltkreisen, wie der in der Patentanmeldung DE-A-3 508 034 beschriebenen, wie auch die Einrichtung mit diskreten Elementen, ermöglichen es nicht, einerseits den Versorgungsstrom des Lasers einzustellen und zu unterbrechen, wenn es keine zu übertragenden Daten gibt, um die Lebensdauer des Lasers zu vergrößern, und andererseits zwei umschaltbare modulierende Datenquellen zu haben. In der Fernmeldetechnik wird eine durch Lichtleitfasern erstellte Verbindung an jedem Ende an einen Endmodul angeschlossen, der eine Empfangsschaltung und eine Sendeschaltung aufweist, die je an eine Lichtleitfaser angeschlossen sind, wenn die Verbindung eine Sendefaser und eine Empfangsfaser enthält, oder die beide an eine einzige Lichtleitfaser angeschlossen werden, wenn die Verbindung nur eine einzige Faser für die beiden Übertragungsrichtungen aufweist. Um von der Vermittlungszentrale aus Überprüfungen der eine Zentrale mit einem Endmodul verbindenden Strecke durchzuführen, sendet eine in der Zentrale aufgestellte Versuchseinrichtung Testsignale aus, die an den Endmodul gerichtet sind, und sie muß zur Kontrolle die ausgesendeten Signale zurückempfangen, was im Endmodul eine Rückschleifung der Empfangsschaltung auf die Sendeschaltung erfordert. Die Laserspeiseeinrichtung ist Bestandteil der Sendeschaltung und muß daher in diesem Fall von der Empfangsschaltung die Testsignale empfangen, um sie erneut auszusenden, wobei die Empfangsschaltung dann eine Datenquelle bildet. Darüberhinaus empfängt die Speiseeinrichtung im Normalbetrieb zu sendende Daten direkt von einer Quelle, die unmittelbar an den Endmodul angeschlossen ist. Die Laserspeiseeinrichtung muß also an die eine oder die andere der beiden Quellen angeschlossen werden können. Andererseits kann die Rückschleifung auch benutzt werden, wenn ein Teilnehmer Daten aller Art empfängt, wie etwa Videosignale, Telefonsignale, Informationsdaten, usw., um eine Kontrolle durch den Teilnehmer oder die Station zu ermöglichen, der bzw. die diese Daten gesendet hat.
• Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bestehenden Einrichtungen zu beseitigen, zwei umschaltbare Datenquellen vorzusehen, und die Stromeinspeisung des Lasers einstellen und unterbrechen zu können.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Speise- und Steuereinrichtung für einen Laser in einer Lichtleitfaserverbindung zwischen einem Teilnehmer und einer Vermittlungszentrale,
• - mit einer ersten Eingangsklemme zum Empfangen eines Signals zur Steuerung des Stromes,
• - mit einem Stromgenerator, dessen erster Steuereingang mit der ersten Eingangsklemme verbunden ist,
• - mit einem Ausgangsmodulator, dessen Steuereingang den vom Stromgenerator gelieferten Strom moduliert,
• - mit einer zweiten Eingangsklemme zum Empfangen eines ersten Datensignals, die an den Steuereingang des Ausgangsmodulators angeschlossen ist,
• - mit einer Ausgangsklemme, die einen vom Ausgangsmodulator gelieferten modulierten Strom an einen Laser liefert,
• dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung weiter aufweist:
• - eine dritte Eingangsklemme zum Empfangen eines zweiten Datensignals,
• - eine vierte Eingangsklemme zum Empfangen eines Wählsignals,
• - eine Wählschaltung, die an die zweite, dritte und vierte Eingangsklemme der Speiseeinrichtung und an den Steuereingang des Ausgangsmodulators angeschlossen ist, um eines der beiden Datensignale zu wählen und es an den Steuereingang des Modulators anzulegen,
• - eine fünfte Eingangsklemme zum Empfangen eines Aktivierungs-/Entaktivierungssignals, die an einen zweiten Steuereingang des Stromgenerators angeschlossen ist, um den Speisestrom des Lasers zu unterbrechen, wenn er sich in seinem nicht aktiven Zustand befindet.
• Nachfolgend wird die Erfindung mit Hilfe von Ausführungsbeispielen, die durch die beigefügten Figuren veranschaulicht werden, beschrieben.
• Figur 1 stellt schematisch eine Speise- und Steuereinrichtung gemäß der Erfindung dar.
• Figur 2 stellt die Steuerschaltung des Stromgenerators der Figur 1 dar.
• Figur 3 stellt die Steuerschnittstelle der Wählschaltung der Figur 1 dar.
• Figur 4 stellt den Ausgangsmodulator der Figur 1 dar.
• Figur 5 stellt die Ausgangsschaltung der Kopierschaltung der zu sendenden Daten der Figur 1 dar.
• Die Speise- und Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ist schematisch in Figur 1 dargestellt. Sie enthält einen Stromgenerator A, eine Wählschaltung B, einen Ausgangsmodulator 7 und eine Kopierschaltung C zum Kopieren der auszusendenden Daten, wobei letztere Schaltung fakultativ ist. Eine solche Speiseeinrichtung bestückt jedes Ende einer Lichtleitfaserverbindung. Es gibt also eine Einrichtung beim Teilnehmer und eine Einrichtung im Teilnehmerverbindungssatz in der Vermittlungszentrale.
• Der Stromgenerator A enthält eine Schaltung 6 zum Regeln des Stroms und einen Pegelübertrager 5 zum Aktivieren und Entaktivieren des Lasers, um den Speisestrom des Lasers abzuschalten, wenn die Strecke zwischen Teilnehmer und Vermittlungszentrale nicht aktiv ist, um so die Lebensdauer des Lasers zu erhöhen. Der Pegelübertrager 5 empfängt am Eingang ein Aktivierungssignal ACT und ist an die Stromregelschaltung 6 angeschlossen, die weiter an eine Eingangsklemme E angeschlossen ist und von ihr ein Signal SRI zum Regeln des Stromes empfängt. Die Stromregelschaltung 6 ist an den Ausgangsmodulator 7 über einen Draht 10 verbunden, der von einem Strom 1 durchflossen wird, und sie besitzt einen Ausgang, der an eine Meßausgangsklemme S angeschlossen ist.
• Die Wählschaltung B enthält zwei Flip-Flops 1 und 2 des Typs D, einen Multiplexer 3 und eine Steuerschnittstelle 4. Die Ausgänge der Flip-Flop sind an einen Multiplexer 3 angeschlossen, der eine Steuereingang besitzt, welcher an den Ausgang der Steuerschnittstelle 4 durch eine Verbindung 13 angeschlossen ist. Das Flip-Flop 1 empfängt Daten LBD von einer ersten Datenquelle, und sein Takteingang empfängt ein Taktsignal LBCK, das den Daten LBD der ersten Quelle zugeordnet ist. Das Flip-Flop 2 empfängt Daten LDD von einer zweiten Datenquelle, und sein Takteingang empfängt ein Taktsignal LDCK, das den Daten LDD der zweiten Quelle zugeordnet ist. Jedes Flip-Flop besitzt einen Freigabeeingang EN, der über einen Draht 11, 12 an den Ausgang der Steuerschnittstelle 4 angeschlossen ist, die ein Wählsignal LBA empfängt, das eine Wahl zwischen den Daten LBD und LDD der beiden Datenquellen ermöglicht. In Abhängigkeit vom Wählsignal LBA gibt die Steuerschnittstelle 4 eines der Flip-Flops 1 oder 2 frei und steuert den Multiplexer 3 an, um die das so freigegebene Flip-Flop verlassenden Daten zu berücksichtigen.
• Der Ausgangsmodulator 7 ist an den Ausgang des Multiplexers 3 über eine Verbindung 14 angeschlossen und liefert ein Laserspeisesignal LACL. Die Schaltung C zum Kopieren der auszusendenden Daten enthält einen Pegelübertrager 8, der ein Aktivierungssignal BUFACT aufweist, und eine Ausgangsschaltung 9, die einen durch die Verbindung 14 an den Ausgang des Multiplexers 3 angeschlossenen Eingang und einen Aktivierungseingang besitzt, der an den Ausgang des Pegelübertragers 8 angeschlossen ist, wobei die Ausgangsschaltung über eine Verbindung 16 ein Ausgangssignal LS liefert, das die Kopie der zu sendenden, vom Multiplexer gelieferten Daten ist. Die so kopierten Daten werden auf einem logischen Pegel zur späteren Verwendung ausgesendet, beispielsweise durch eine Testschaltung. Das Aktivierungssignal BUFACT ermöglicht die Aktivierung oder die Entaktivierung der Ausgangsschaltung 9, mit der es über einen Draht 15 verbunden ist.
• Figur 2 stellt die Stromregelschaltung 6 des Stromgenerators A dar. Die Stromregelschaltung weist drei in Kaskade geschaltete Stromspiegel M1, M2, M3, einen Operationsverstärker 20 und einen Transistor T auf.
• In der Stromregelschaltung 6 ist der Verstärker 20 mit seinem negativen Eingang an die Eingangsklemme E, mit seinem positiven Eingang an Masse und mit seinem Ausgang an den negativen Eingang angeschlossen. Der Verstärker besitzt eine Speiseklemme, die an ein negatives Potential -V angeschlossen ist, und eine weitere Speiseklemme, die an einen Eingang des Stromspiegels M1 angeschlossen ist. Der Stromspiegel M1 ist einerseits an ein positives Potential +V und andererseits an einen Eingang des Stromspiegels M2 angeschlossen. Die Eingangsklemme E ist mit dem negativen Potential -V über einen Widerstand R außerhalb der Stromregelschaltung verbunden, wobei der Widerstand die Steuerung des Laserstroms ermöglicht und der negative Eingang des Verstärkers 20 einen Gleichstrom empfängt.
• Die Eingangsklemme E ist ebenfalls an einen Draht 21 angeschlossen, der ein Wechselsignal BF liefert. Dieses Wechselsignal wird von einem rufenden Teilnehmer gesendet und beim gerufenen Teilnehmer erkannt. Das von einem rufenden Teilnehmer vor der Datenübertragung gesendete Wechselsignal dient zur Aktivierung der Schaltungen beim gerufenen Teilnehmer. Der aufgrund des Wechselsignals BF auftretende Wechselstrom wird dem Gleichstrom überlagert, den er moduliert. Das an den negativen Eingang des Verstärkers 20 angelegte Stromregelsignal SRI ist also während der Aussendung der von der Wählschaltung B gelieferten Daten ein Gleichstrom, oder aber ein vom Wechselsignal BF modulierter Gleichstrom vor der Aussendung der Daten. Der Stromspiegel M1 liefert einen Strom I/80 an den Stromspiegel M2, wobei I der Speisestrom des Lasers ist. Die Basis eines Ableitungstransistors T ist an den Ausgang des Pegelübertragers 5 angeschlossen, der das Aktivierungssignal ACT empfängt. Der Emitter des Transistors ist an den Eingang des Stromspiegels M2 angeschlossen, während der Kollektor an das negative Potential -V angeschlossen ist. Die Aufgabe des Transistors T besteht darin, den von der Spiegelschaltung M1 in Abwesenheit des Aktivierungssignals ACT, das heißt, wenn der Laser nicht gespeist werden soll, gelieferten Strom I/80 abzuleiten. Der Stromspiegel M2 liegt mit einem Ausgang an Masse. Er ist auch an einen Eingang des Stromspiegels M3 angeschlossen, an den er einen Strom I/16 liefert. Der Stromspiegel M3 ist an das negative Potential -V sowie über den von einem Gleichstrom I durchflossenen Draht 10 an den Ausgangsmodulator 7 angeschlossen. Der Stromspiegel M3 besitzt einen Ausgang, der über einen Meßwiderstand RM von beispielsweise 160 Ohm außerhalb der Regelschaltung mit Masse verbunden ist und von einem Strom I/16 durchflossen wird, derart, daß das Meßsignal SMI die an den Klemmen des Meßwiderstands RM stehende Spannung darstellt, wobei diese Spannung dem Wert 160.I/16 = 10.1 Volt entspricht. Es ist also einfach, den Laserstrom aufgrund der Ablesung der Spannung zu regeln, die den Wert des Stromes bis auf den Faktor zehn angibt.
• Figur 3 stellt schematisch die Steuerschnittstelle 4 der Wählschaltung B aus Figur 1 dar.
• Ein Stromspiegel M31, der an eine erste negative Spannung -U1 und an die positive Spannung +V angeschlossen ist, ist über eine Differentialschaltung, bestehend aus zwei Transistoren T2 und T3, an zwei Stromspiegel M32 und M33 angeschlossen, wobei der Transistor T2 an den Stromspiegel M32 und der Transistor T3 an den Stromspiegel M33 angeschlossen ist. Jeder der Stromspiegel M32, M33 ist mit der positiven Spannung +V verbunden. Ein Transistor T7 empfängt an seiner Basis das Wählsignal LBA, während sein Kollektor an die positive Spannung +V und sein Emitter einerseits an die Basis des Transistors T2 und andererseits über einen Widerstand R37 an Masse angeschlossen ist. Der Transistor T3 ist mit seiner Basis einerseits über einen Widerstand R38 an die positive Spannung +V und andererseits über einen Widerstand R39 an Masse angeschlossen. Der durch das Wählsignal LBA gesteuerte Transistor T7 steuert die aus den Transistoren T2 und T3 bestehende Differentialschaltung, um den vom Stromspiegel M31 gelieferten Strom zu dem einen oder dem anderen der Stromspiegel M32, M33 durchzuschalten. Jeder Stromspiegel M32, M33 besitzt einen ersten Ausgang, der direkt an den Multiplexer 3 in Figur 1 über einen Draht 13a bzw. 13b angeschlossen ist, wobei die Drähte die Verbindung 13 in Figur 1 bilden. Der Multiplexer 3 besitzt als Differentialmultiplexer zwei Steuereingänge, die an den Draht 13a bzw. 13b angeschlossen sind. Der erste Ausgang des Stromspiegels M32 ist außerdem über einen Transistor T4 an einen Transistor T5 angeschlossen, der seinerseits mit seinem Emitter an einer zweiten negativen Spannung -U2 liegt. Der erste Ausgang des Stromspiegels M33 ist weiter über einen Transistor T6 an den Transistor T5 angeschlossen. Bei den Transistoren T4, T5 und T6 ist die Basis jeweils mit dem Kollektor verbunden und bei den Transistoren T4 und T6 ist der Kollektor über einen Widerstand R35 bzw. R36 an den jeweiligen Emitter angeschlossen. Die Transistoren T5 und T4 oder T6 dienen zum Vorspannen der Drähte 13a und 13b, die die Steuersignale an den Multiplexer 3 liefern.
• Jeder Stromspiegel M32 und M33 besitzt eine zweiten Ausgang, der an die Basis eines Transistors T8 bzw. T9 angeschlossen ist, dessen Kollektor mit der positiven Spannung +V verbunden ist. Der Emitter des Transistors T8 ist über den Draht 12 an den Freigabeeingang EN des Flip-Flops 2 angeschlossen, an den er ein Freigabesignal LDDVAL liefert, und der Emitter des Transistors T9 ist über den Draht 11 an den Freigabeeingang EN des Flip-Flops 1 angeschlossen, an den er ein Freigabesignal LBDVAL liefert.
• Der Emitter und die Basis jedes der Transistoren T8 und T9 sind durch einen Widerstand R40 bzw. R41 miteinander verbunden.
• Der zweite Ausgang des Stromspiegels M32 ist weiter über einen Transistor T11 an einen Transistor T10 angeschlossen, der seinerseits mit der positiven Spannung +V verbunden ist. Der zweite Ausgang des Stromspiegels M33 ist ebenfalls über einen Transistor T12 an den Transistor T10 angeschlossen. Bei den Transistoren T11 und T12 ist der Kollektor an ein negatives Potential -V angeschlossen, während der Kollektor und die Basis des Transistors T10 mit dem positiven Potential +V verbunden sind. Die beiden Ausgänge der Stromspiegel M32 und M33 geben über die Transistoren T8 und T9 die Flip-Flops 1 oder 2 frei, und zwar jeweils nur einen, je nachdem, ob der vom Stromspiegel M31 gelieferte Strom zum Stromspiegel M32 oder M33 gelenkt wird. Die Transistoren T11 und T10 bzw. T12 und T10 bilden eine Selbstsättigungseinrichtung, die die Amplitude des vom Transistor T8 oder T9 gelieferten Freigabesignals begrenzt.
• Figur 4 stellt den Ausgangsmodulator 7 der Figur 1 dar. Der Ausgangsmodulator enthält acht Transistoren T16 bis T23. Die Basis der Transistoren T16 und T17 ist mit einem Draht 14a bzw. 14b verbunden, wobei die beiden Drähte die Verbindung 14 bilden, die den Differentialausgang des Multiplexers 3 mit dem Ausgangsmodulator verbindet, siehe Figur 1. Der Transistor T16 ist init seinem Kollektor an Masse gelegt, während sein Emitter über einen Widerstand R46 an die Basis eines Transistors T18 angeschlossen ist, dessen Kollektor über einen Widerstand R48 mit der Masse verbunden ist. Der Transistor T17 ist mit seinem Kollektor an Masse gelegt und mit seinem Emitter über einen Widerstand R47 an die Basis eines Transistors T19 angeschlossen, dessen Kollektor mit einem Widerstand R49 verbunden ist und das Laserspeisesignal LACL liefert. Die Emitter der Transistoren T18 und T19 sind an den Draht 10 angeschlossen, der den Ausgangsmodulator 7 mit der Stromregelschaltung 6 verbindet, wobei der Draht 10 vom Laserstrom I durchflossen wird. Der Emitter des Transistors T16 ist weiter an den Kollektor eines Transistors T22 angeschlossen, dessen Emitter mit der zweiten negativen Spannung -U2 über einen Widerstand R52 verbunden ist. Der Emitter des Transistors T17 ist weiter an den Kollektor eines Transistors T23 angeschlossen, dessen Emitter mit der zweiten negativen Spannung -U2 über einen Widerstand R23 verbunden ist. Ein Transistor T21 ist mit seinem Kollektor an Masse gelegt, während sein Emitter über einen Widerstand R51 an die zweite negative Spannung -U2, an die Basis des Transistoren T22 und T23 und an die Basis eines Transistors T20 angeschlossen ist, dessen Emitter über einen Widerstand R50 mit der zweiten negativen Spannung -U2 verbunden ist. Die Basis des Transistors T21 und der Kollektor des Transistors T20 sind einerseits über einen Widerstand R54 mit dem positiven Potential +V und andererseits über einen Kondensator C1 mit der zweiten negativen Spannung -U2 verbunden. Die zu sendenden Daten, die vom Multiplexer 3 geliefert werden und über die Verbindung 14 zugeführt werden, modulieren den Laserstrom I über die Transistoren T16, T17, T18 und T19 im Ein- oder Aus-Modus. Die Transistoren T22 und T23, die in Reihe mit je einem der Transistoren T16 und T17 geschaltet sind, werden durch den Transistor T21 fest vorgespannt, wobei der Transistor T20 die Aufgabe hat, die Spannung an der Basis des Transistors T21 im Fall der Änderung des positiven Potentials +V zu stabilisieren. Der Kondensator C1 dient zur Filterung der sehr kurzen Veränderungen (parasitären Störungen) des positiven Potentials +V. Jeder Transistor T22, T23 bildet mit seinem zugeordneten Widerstand R52, R53 eine Konstantstromquelle.
• Figur 5 stellt die Ausgangsschaltung 9 der Kopierschaltung aus Figur 1 für die auszusendenden Daten dar.
• Zwei Transistoren T30 und T31 einer Differentialstufe sind mit ihrer Basis an einen Draht 14a bzw. 14b angeschlossen, wobei die beiden Drähte die Verbindung 14 bilden, welche die Ausgangsschaltung 9 an den Differentialausgang des Multiplexers 3 anschließt. Jeder Transistor T30, T31 ist mit seinem Kollektor über einen Widerstand R60 bzw. R61 an einen Kondensator C2 angeschlossen, der seinerseits mit Masse verbunden ist. Die Emitter der Transistoren T30 und T31 sind an den Kollektor eines Transistors T32 angeschlossen, dessen Emitter über einen Widerstand R62 mit der ersten negativen Spannung -U1 verbunden ist. Ein Transistor T33 ist mit seiner Basis an den Kollektor des Transistors T30 angeschlossen, während sein Emitter über einen Widerstand R63 mit der ersten negativen Spannung -U1 verbunden ist. Ein Transistor T34 ist mit seiner Basis an den Kollektor des Transistors T31 angeschlossen, während sein Emitter über einen Widerstand R64 mit der ersten negativen Spannung -U1 verbunden ist.
• Die Kollektoren der Transistoren T33 und T34 sind miteinander verbunden und durch einen Kondensator C3 an Masse gelegt sowie über einen Widerstand R80 mit dem positiven Potential +V verbunden. Ein Transistor T35 ist mit seinem Kollektor an Masse gelegt, während sein Emitter einerseits an den Kollektor eines Transistors T36 angeschlossen ist, dessen Emitter über einen Widerstand R66 an die erste negative Spannung -U1 und andererseits über einen Widerstand R65 an den Emitter eines Transistors T37 angeschlossen ist. Der Transistor T37 ist mit seinem Kollektor an den Emitter des Transistors T33 angeschlossen, während seine Basis einerseits mit seinem Kollektor und andererseits mit der Basis des Transistors T35 verbunden ist. Der Transistor T38 ist mit seinem Kollektor an Masse gelegt, während sein Emitter einerseits an den Kollektor eines Transistors T39, dessen Emitter über einen Widerstand R69 mit der ersten negativen Spannung -U1 verbunden ist, und andererseits über einen Widerstand R68 an den Emitter eines Transistors T40 angeschlossen ist. Der Transistor T40 ist mit seinem Kollektor an den Emitter des Transistors T34 angeschlossen, während seine Basis einerseits an seinen Kollektor und andererseits an die Basis des Transistors T38 angeschlossen ist.
• Der Emitter des Transistors T35 ist mit einem Draht 16a verbunden, und der Emitter des Transistors T38 ist mit einem Draht 16b verbunden, wobei die beiden Drähte 16a und 16b die Verbindung 16 gemäß Figur 1 bilden, über die die Ausgangsschaltung 9 die Ausgangssignale LS liefert, die die Kopie der vom Multiplexer 3 über die Strecke 14 gelieferten Datensignale bilden.
• Die Basis eines Transistor T41 ist an seinen eigenen Kollektor, an den Kollektor eines Transistors T42, über einen Widerstand R81 an das positive Potential +V und über einen Widerstand R72 an einem gemeinsamen Punkt des Kondensators C2 und der Widerstände R60 und R61 angeschlossen. Der Emitter des Transistors T41 ist mit der Basis des Transistors T42 und über einen Widerstand R71 mit der Masse verbunden. Der Emitter des Transistors T42 ist an Masse gelegt.
• Ein Transistor T43 ist mit seinem Kollektor an das positive Potential +V angeschlossen. Seine Basis ist an die Verbindung 15 angeschlossen, durch die sie ein Aktivierungssignal des Pegelübertragers 8 empfängt. Sein Emitter ist einerseits über einen Widerstand R82 mit der Basis eines Transistors T44 und andererseits über zwei in Reihe geschaltete Widerstände R83 und R84 mit der Basis eines Transistors T46 verbunden. Der Transistor T44 ist mit seinem Kollektor an das positive Potential +V angeschlossen und seine Basis ist weiter einerseits an die erste negative Spannung -U1 über einen Kondensator C4 und andererseits an den Kollektor eines Transistors T45 angeschlossen, dessen Emitter über einen Widerstand R75 mit der ersten negativen Spannung U1 verbunden ist. Der Emitter des Transistors T44 ist über einen Widerstand R74 mit der ersten negativen Spannung -U1 sowie mit der Basis jedes der Transistoren T45, T36 und T39 verbunden. Ein den Widerständen R83 und R84 gemeinsamer Punkt ist über einen Kondensator C5 an die erste negative Spannung -U1 angeschlossen. Der Transistor T46 ist mit seinem Kollektor an das positive Potential +V angeschlossen, seine Basis ist weiter einerseits über einen Kondensator C6 an die erste negative Spannung -U1 und andererseits an den Kollektor eines Transistors T47 angeschlossen, dessen Emitter über einen Widerstand R77 mit der ersten negativen Spannung -U1 verbunden ist. Der Emitter des Transistors T46 ist mit der Basis jedes der Transistoren T47 und T32 sowie über einen Widerstand R76 mit der ersten negativen Spannung -U1 verbunden.
• Ein Kondensator C7 ist zwischen Masse und die erste negative Spannung -U1 geschaltet. Die Transistoren T37, T40 und T41 entsprechen Dioden, da ihre Basen jeweils mit ihren Kollektoren verbunden sind.
• Die Ausgangsschaltung 9 arbeitet mit Geschwindigkeiten von mehreren hundert MBit/s, beispielsweise mit 600 MBit/s, und liefert Signale mit einem logischen Pegel, der mit den logischen Schaltungen des Typs ECL kompatibel ist. Die Schaltung kann durch das vom Pegelübertrager 8 über den Draht 15 gelieferte Signal gesperrt werden. Das absolute Hochgeschwindigkeitsgebot erlaubt es nicht, bei der Ausgangsschaltung die übliche Temperaturkompensation der bekannten ECL-Ausgangsstufen zu nutzen, d.h. zwei mit einem Widerstand verbundene antiparallele Dioden einzusetzen. Da andererseits die Ausgangsschaltung nur sowenig wie möglich Energie verbrauchen darf, ist diese Forderung mit der klassischen ECL-Struktur unvereinbar.
• Bei der Ausgangsschaltung der Figur 5 werden die Ausgangstransistoren T35 und T38 nicht durch einen Kollektorwiderstand geringer Größe gesteuert, sondern durch eine schwachstromführende Differentialstufe mit den Transistoren T30 und T31, die durch Kollektorwiderstände R60, R61 mit höheren Werten belastet sind, auf die eine Anpassungsstufe bestehend aus den Transistoren T33, T34 folgt.
• Dadurch führt man wegen der Darlington-Struktur eine zusätzliche Verschiebung einer Basis-Emitter-Spannung und ein stärkeres Überschwingen am Ausgang herbei. Um die zusätzliche Verschiebung zu kompensieren, wird eine Spannungsverschiebung zwischen Basis und Emitter über den Massepegel mit Hilfe der Transistoren T41 und T42, die auch die Transistoren T34, T38 und T33, T35 temperaturmäßig kompensieren, sowie eines Widerstands R72 erreicht, der eine Spannungsverschiebung in der Größenordnung von 800 mV bewirkt, indem er der von den Transistoren T32, T46 und T47 gebildeten Stromquelle zugeordnet ist. Der Widerstand R72 und die den Widerständen R81 und R71 zugeordneten Transistoren T41 und T42 bilden eine Kompensationsschaltung zum Kompensieren der oben erwähnten zusätzlichen Verschiebung und zum temperaturmäßigen Kompensieren der Ausgangstransistoren T35 und T38 sowie der Transistoren T33 und T34 der Anpassungsstufe.
• Das Problem des Überschwingens wird durch Hinzufügen der Dioden T40 und T37 gelöst (diese Transistoren sind als Dioden geschaltet), die die Verstärkung der Ausgangstransistoren T38 und T35 begrenzen, aber gleichzeitig den dominierenden Pol weit von der Vorspannung der Transistoren T33, T36 wegschieben. Auf diese Weise erhält man eine Struktur, die praktisch erster Ordnung ist. Schließlich verwendet die Ausgangsschaltung gemäß der Erfindung Stromquellen, nämlich die Transistoren T44, T46 und T36, T39, statt in der Emitterschaltung der Ausgangstransistoren T35 und T38 in üblicher Weise Widerstände zu verwenden, was es ermöglicht, den Strom in den Ausgangstransistoren T35 und T38 zu verringern und den Strom der Stromquellen zu unterbrechen, wodurch die Ausgangsschaltung stromlos wird und wobei der Strom mit Hilfe des Transistors T43 unterbrochen wird, der durch den Pegelübertrager 8 über den Draht 15 gesteuert wird.

Claims (8)

1. Speise- und Steuereinrichtung für einen Laser in einer Lichtleitfaserverbindung zwischen einem Teilnehmer und einer Vermittlungs zentrale,

- mit einer ersten Eingangsklemme (E) zum Empfangen eines Signals (SRI) zur Steuerung des Stromes,

- mit einem Stromgenerator (A), dessen erster Steuereingang mit der ersten Eingangsklemme (E) verbunden ist,

- mit einem Ausgangsmodulator (7, dessen Steuereingang den vom Stromgenerator gelieferten Strom moduliert,

- mit einer zweiten Eingangsklemme zum Empfangen eines ersten Datensignals (LBD), die an den Steuereingang des Ausgangsmodulators angeschlossen ist,

- mit einer Ausgangsklemme, die einen vom Ausgangsmodulator gelieferten modulierten Strom (LACL) an einen Laser liefert,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung weiter aufweist:

- eine dritte Eingangsklemme zum Empfangen eines zweiten Datensignals (LDD),

- eine vierte Eingangsklemme zum Empfangen eines Wählsignals (LBA),

- eine Wählschaltung (B), die an die zweite, dritte und vierte Eingangsklemme der Speiseeinrichtung und an den Steuereingang des Ausgangsmodulators angeschlossen ist, um eines der beiden Datensignale zu wählen und es an den Steuereingang des Modulators anzulegen,

- eine fünfte Eingangsklemme zum Empfangen eines Aktivierungs-/Entaktivierungssignals (ACT), die an einen zweiten Steuereingang des Stromgenerators angeschlossen ist, um den Speisestrom des Lasers in seinem nicht aktiven Zustand zu unterbrechen.

2. Speise- und Steuereinrichtung für einen Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromgenerator (A) einen Pegelübertrager (5), der das Aktivierungssignal (ACT) empfängt, und eine Schaltung (6) zur Regelung des Stromes aufweist, die eingangsseitig an den Pegelübertrager und ausgangsseitig an den Ausgangsmodulator (7) angeschlossen ist, daß die Stromregelschaltung einen ersten (M1), einen zweiten (M2) und einen dritten Stromspiegel (M3) in Kaskadenschaltung und einen Verstärker (20) aufweist, der eingangsseitig an das äußere Mittel zur Regelung des Laserstroms angeschlossen ist, das einen Gleichstrom liefert, wobei der Verstärker durch den ersten Stromspiegel (M1) gespeist wird, daß der erste Stromspiegel (M1) an den Eingang des zweiten Stromspiegels (M2) und an einen Ableitungstransistor (T) angeschlossen ist, der an den Ausgang des Pegelübertragers (5) angeschlossen ist und bei Abwesenheit des Aktivierungssignals (ACT) leitend ist, wobei der erste Stromspiegel (M1) einen schwachen Gleichstrom liefert, der an den zweiten Stromspiegel geliefert wird, wenn der Ableitungstransistor gesperrt ist, und daß der dritte Stromspiegel (M3) mit einem Ausgang an den Ausgangsmodulator (7) angeschlossen ist, dem er einen Lasergleichstrom (I) liefert, der dem schwachen Gleichstrom proportional ist.

3. Speise- und Steuereinrichtung für einen Laser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Steuerspiegel (M3) mit einem weiteren Ausgang an einen äußeren Meßwiderstand (RM) angeschlossen ist, an den er einen Meßstrom liefert, der einem Bruchteil des Laserstroms (I) entspricht, wobei der Laserstrom (I) durch das äußere Mittel geregelt wird, um an den Klemmen des Meßwiderstands (RM) eine Spannung (SMI) zu erhalten, deren Wert vom Laser abhängt, mit dem der Ausgangsmodulator (7) verbunden ist.

4. Speise- und Steuereinrichtung für einen Laser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Verstärkers (20) auch ein Wechselsignal (BF) empfängt, das den vom äußeren Mittel zur Regelung des Stromes gelieferten Gleichstrom moduliert, wobei das Wechselsignal vom Laser ausgesendet wird, um einen Teilnehmer vor dem Senden von Daten zu aktivieren.

5. Speise- und Steuereinrichtung für einen Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählschaltung (B) ein erstes Flip-Flop (1), das an eine erste Datenquelle angeschlossen ist, ein zweites Flip-Flop (2), die an eine zweite Datenquelle angeschlossen ist, einen Differentialmultiplexer (3), der an den Ausgang jedes Flip-Flops und an eine Steuerschnittstelle (4) angeschlossen ist, die das Wählsignal (LBA) empfängt und an einen Aktivierungseingang (EN) jedes Flip-Flops sowie an einen Steuereingang des Multiplexers (3) angeschlossen ist, der selber ausgangsseitig mit dem Ausgangsmodulator (7) verbunden ist.

6. Speise- und Steuereinrichtung für einen Laser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschnittstelle (4) eine vierten Stromspiegel (M31), der an eine erste negative Spannung (-U1) angeschlossen ist, einen fünften (M32) und einen sechsten Stromspiegel (M33), die beide an ein positives Potential (+V) angeschlossen sind, und eine Differentialschaltung (T2, T3) aufweist, die über einen Steuertransistor (T7) vom Wählsignal gesteuert wird und an je einen Eingang des fünften und des sechsten Stromspiegels angeschlossen ist, daß der fünfte (M32) und der sechste Stromspiegel (M33) je einen ersten Ausgang aufweisen, der einerseits an den Freigabeeingang eines Flip-Flops (1; 2) über einen Freigabetransistor (T7; T9), und andererseits an das positive Potential (+V) durch eine Begrenzerschaltung (T11, T10; T12, T10) angeschlossen ist, um die Amplitude eines von den Freigabetransistoren (T7; T9) gelieferten Freigabesignals zu begrenzen, und daß der fünfte (M32) und der sechste Stromspiegel (M33) einerseits direkt an den Steuereingang des Multiplexers (3) und andererseits über je eine Vorspannschaltung (T4, T5; T6, T5) an eine zweite negative Spannung (-U2) angeschlossen sind.

7. Speise- und Steuereinrichtung für einen Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsmodulator (7) eine Ausgangsdifferentialstufe (T18, T19) aufweist, die einerseits an den Stromgenerator (A) und andererseits an Masse und an den Laser angeschlossen ist, daß die Differentialstufe zwei Steuereingänge aufweist, die je über einen Widerstand (R46; R47) an einen Transistor (T16; T17) angeschlossen sind, der an den Ausgang der Wählschaltung (B) angeschlossen ist, die auszusendende Daten liefert, und daß jeder Transistor (T16; T17) in Reihe mit einer Konstantstromquelle geschaltet ist, wobei jede Stromquelle ihrerseits mit einer zweiten negativen Spannung (-U2) verbunden ist und einen Transistor (T22; T23) aufweist, der in Reihe mit einem Widerstand (R52; R53) geschaltet ist und über eine Vorspannschaltung (T20, T21, R50, R51) fest vorgespannt wird.

8. Speise- und Steuereinrichtung für einen Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter eine Schaltung (C) zum Kopieren der auszusendenden Daten aufweist, die einen Pegelübertrager (8), der ein weiteres Aktivierungssignal (BUFACT) empfängt, sowie eine Ausgangsschaltung enthält, die eingangsseitig an die Wählschaltung (B), die die zu sendenden Daten liefert, und an den Pegelübertrager angeschlossen ist, wobei die Ausgangsschaltung (9) die zu sendenden Daten kopiert, daß die Ausgangsschaltung (9) eine erste Differentialstufe (T30, T31), die eingangsseitig an die Wählschaltung (B) angeschlossen ist, und eine Anpassungstufe (T33, T34) aufweist, die die erste Differentialstufe an einen ersten (T35) und an einen zweiten Ausgangstransistor (T38) anschließt, daß die erste Differentialstufe (T30, T31) einerseits über eine Kompensationsschaltung (T41, T42, R72) an ein positives Potential (+V) angeschlossen ist, um eine durch die Anpassungstufe (T33, T34) eingeführte Spannungsverschiebung zu kompensieren und um die Anpassungsstufe und den ersten (T35) und den zweiten Ausgangstransistor (T38) temperaturmäßig zu kompensieren, und andererseits über eine erste Konstantstromquelle (T32, R32) an eine erste negative Spannung (-U1) angeschlossen ist, die einen durch eine erste Vorspannschaltung (T46, T47, R76, R77) fest vorgespannten Transistor aufweist, daß der erste (T35) und der zweite Ausgangstransistor (T38) durch eine zweite (T36, R66) bzw. eine dritte Konstantstromquelle (T39, R69) an eine erste negative Spannung (-U1) angeschlossen sind, wobei die zweite und die dritte Stromquelle je einen Transistor (T36; T39) aufweisen, der durch eine zweite Vorspannschaltung (T44, T45, R74, R75) fest vorgespannt ist, und daß die erste (T46, T47) und die zweite Vorspannschaltung (T44, T45) über einen Aktivierungstransistor (T43) an den Ausgang des Pegelübertragers (8) angeschlossen sind, der ein Signal zur Aktivierung der Ausgangsschaltung liefert, wobei die erste und die zweite Vorspannschaltung bei Fehlen des vom Übertrager gelieferten Signals gesperrt sind und ihrerseits die erste (T32), die zweite (T36) und die dritte Konstantstromquelle (T39) sperren.