DE4101962A1 - Anordnung zur uebertragung von daten mit mindestens einem lichtwellenleiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Daten mit mindestens einem Lichtwellenleiter gemäß Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus dem Fachartikel von C. Kittel: "Der neue Intercity-Express wird per LWL gesteuert", in: ntz Bd. 43 (1990) Heft 8, S. 607-608 bereits bekannt.

Anordnungen dieser Art gelangen immer mehr zum Einsatz, wenn innerhalb einer Anlage mehrere Baugruppen oder Geräte miteinander verbunden werden müssen. Die sich aufgrund der Verwendungen von Lichtwellenleitern ergebenden Vorteile wie

• - Sicherheit gegen Erdschleifen
• - Potentialtrennung
• - Sicherheit gegen Ein- und Abstrahlung (EMV Festig­ keit)
• - geringes Kabelgewicht

sind allgemein bekannt.

Normalerweise müssen jedoch die Anlagenteile lösbar mit­ einander verbunden werden. Hierzu sind optische Steckver­ bindungen erforderlich. Ein Nachteil dieser Steckverbin­ dungen ist jedoch deren Anfälligkeit gegen Verschmutzung, so daß diese bei rauhem Industrie- oder militärischem Ein­ satz weniger geeignet sind.

Verbindungen dieser Art sind bekannt als RS232 Verbin­ dungskabel und eignen sich im allgemeinen für niedrige Da­ tenraten, wobei als Übertragungsmedium im allgemeinen Pla­ stikfasern verwendet werden (vgl. hierzu z. B.: Produktbe­ schreibung des optischen Datenübertragungsmoduls GO232 der Firma Greenwich Instruments in: ntz Bd. 43 (1990) Heft 8, S. 621).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine möglichst geringe Anfälligkeit gegen Verschmutzung aufweist und die eine Übertragung der Daten mit einer möglichst hohen Da­ tenrate ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist im Pa­ tentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vor­ gesehen, daß die beiden Enden des mindestens einen Licht­ wellenleiters jeweils in ein eigenes Steckergehäuse münden und dort (im Gehäuse) jeweils mit einen elektrooptischen Wandler (Lichtsender und Lichtempfänger) verbunden sind und daß von diesen Wandlern jeweils ein oder mehrere elek­ trische Kontakte aus dem jeweiligen Steckergehäuse heraus­ geführt sind.

Die Erfindung ermöglicht im Gegensatz zu den bekannten An­ ordnungen eine Datenübertragung mit hohen Bitraten (bis zu mehrere Gigabit/s) bzw. eine Übertragung hochfrequenter Analogdaten (bis zu einigen GHz und mehr), wobei als Übertragungsmedium vorteilhafterweise Glasfaserleitungen wie z. B. Monomode-, Gradienten- oder Stufenindexfasern zum Einsatz kommen.

Dadurch, daß bei der Erfindung der oder die elektroopti­ schen Wandler (z. B. Leuchtdioden) jeweils in die entspre­ chenden Gehäuse der Steckverbindung integriert sind, ent­ fällt eine optische Steckverbindung, so daß nur elektri­ sche Kontakte zu stecken sind. Derartige Steckverbindungen sind für alle erdenklichen Einsatzfälle handelsüblich (vgl. z. B. das weiter oben erwähnte optische Datenübertra­ gungsmodul GO232 der Firma Greenwich Instruments). Insbe­ sondere bei der Verwendung von Vielfachsteckverbindungen läßt sich die erfindungsgemäße Lösung vorteilhaft verwen­ den, wobei das Verbindungskabel zwischen den Anlagentei­ len vorteilhaft als Vielfachkabel sowohl Lichtwellenleiter als auch Kupfer- oder Silberadern (z. B. für Stromversor­ gung) enthalten kann. Außerdem wird vorteilhafterweise die Betriebsspannung für die elektrooptischen Wandler eben­ falls über diese Vielfachsteckverbindung zugeführt. Als Steckverbinder werden vorwiegend hochwertige wasserdichte Steckverbindungen (z. B. wasserdichte Rundstecker) benutzt, so daß die Anordnung ohne Schwierigkeiten auch im Freien oder in verschmutzten Räumen verwendet werden kann.

Sollen Signale mit höheren Datenraten oder hochfrequente Analogsignale übertragen werden, so sind als Lichtsender Halbleiterlaser zu empfehlen. Diese Bauelemente benötigen eine weitere Beschaltung zur Stabilisierung des Laserdi­ odenstroms. Diese Beschaltung kann beispielsweise mit in eines der Steckergehäuse integriert werden, oder aber Be­ standteil der zu verbindenden Geräte sein.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen jeweils ein Blockschaltbild eines Datenübertragungssystems mit einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung mit Halb­ leiterlasern, wobei die für die Halbleiterlaser erforder­ liche Stabilisierungselektronik einmal innerhalb eines der Steckergehäuse der erfindungsgemäßen Anordnung (Fig. 1) und einmal in einem der Geräte (Fig. 2) untergebracht ist.

Im einzelnen ist bei dem Übertragungssystem in Fig. 1 ein Vielfachkabel 1 mit Lichtwellenleitern wie z. B. Glasfasern 1a und 1b sowie mit metallischen Leitungen wie z. B. Kup­ feradern 1c und 1d vorgesehen, das an beiden Enden jeweils in ein für die Leitungen 1a-1d gemeinsames Steckergehäuse 2 bzw. 3 mündet, in dem zum einen die Enden der Glasfasern 1a, 1b jeweils mit einem elektrooptischen Wandler (Halbleiterlaser) 2a, 2b bzw. 3a, 3b verbunden sind und zum anderen von den elektrooptischen Wandlern 2a, 2b bzw. 3a, 3b elektrische Kontakte 4a-4c bzw. 5a-5c aus dem Steckergehäuse 2 bzw. 3 herausgeführt sind, während die beiden Kupferadern 1c und 1d durch die beiden Gehäuse 2 bzw. 3 hindurchgehen und ebenfalls an ihren Enden als elektrische Kontakte ausgebildet sind. Die elektrischen Kontakte 4a-4c, 1c, 1d bzw. 5a-5c, 1c, 1d der beiden Stec­ kergehäuse 2 bzw. 3 sind jeweils über Vielfachsteckerver­ bindungen 6 bzw. 7 mit zwei Geräten 8 und 9 verbunden, zwischen denen die Daten über die erfindungsgemäße Anord­ nung übertragen werden sollen.

Die für die Stabilisierung des Laserdiodenstroms erforder­ liche Elektronik 10 (Beschaltung) ist in diesem System beispielhaft in Steckergehäuse 2 untergebracht.

Das Übertragungssystem in Fig. 2 unterscheidet sich von dem vorstehend in Fig. 1 geschilderten System lediglich dadurch, daß die Stabilisierungselektronik 10 hier bei­ spielhaft in dem Gerät 8 untergebracht ist, was zur Folge hat, daß ein weiterer elektrischer Kontakt 4d aus dem Steckergehäuse 2 herausgeführt ist und über eine weitere Steckerverbindung die Stabilisierungselektronik 10 in Ge­ rät 8 mit den elektrooptischen Wandlern verbindet.

Bei diesem Übertragungssystem werden beispielweise in Ge­ rät 8 (analoge oder digitale) Daten erzeugt, die als elek­ trische Signale über die Vielfachsteckerverbindung 6 den elektrooptischen Wandlern 2a, 2b im Steckergehäuse 2 zuge­ führt werden und dort in Lichtsignale umgewandelt werden, die ihrerseits über die Lichtwellenleiter 1a bzw. 1b den elektrooptischen Wandlern 3a bzw. 3b im Steckergehäuse 3 zugeführt werden, wo sie wieder in elektrische Signale zu­ rückgewandelt werden und über die dortige Vielfachstecker­ verbindung 7 dem Gerät 9 zugeführt werden. Parallel werden weitere Daten von Gerät 8 über die beiden Kupferadern 1c und 1d dem Gerät 9 zugeleitet.

Es ist selbstverständlich, daß die Übertragung in gleicher Weise auch von Gerät 9 zu Gerät 8 erfolgen kann, oder daß der eine Übertragungskanal a (4a, 2a, 1a, 3a, 5a) zur Da­ tenübertragung (analog oder digital) von Gerät 8 nach Ge­ rät 9 benutzt wird und der andere Übertragungskanal b (4b, 2b, 1b, 3b, 5b) zur Datenübertragung (analog oder digital) in die entgegengesetzte Richtung von Gerät 9 und Gerät 8 (oder umgekehrt Übertragungskanal a zur Datenübertragung von Gerät 9 und Gerät 8 und Übertragungskanal b zur Daten­ übertragung von Gerät 8 und Gerät 9).

Claims (9)

1. Anordnung zur Übertragung von Daten mit mindestens ei­ nem Lichtwellenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des mindestens einen Lichtwellenleiters (1a, 1b) jeweils in ein eigenes Steckergehäuse (2, 3) mün­ den und in dem Steckergehäuse (2, 3) jeweils mit einem elektrooptischen Wandler (2a, 2b; 3a, 3b) verbunden sind und daß von den elektrooptischen Wandlern (2a, 2b; 3a, 3b) jeweils ein oder mehrere elektrische Kontakte (4a-4c bzw. 4a-4d; 5a-5c bzw. 5a-5d) aus dem jeweiligen Steckergehäuse (2; 3) herausgeführt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Lichtwellenleiter (1a, 1b) als Glasfa­ serleitung, vorzugsweise als Monomode- oder Gradientenfa­ ser- oder Stufenindexfaser ausgebildet ist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem mindestens einen Lichtwellenleiter bzw. zu der mindestens einen Glasfaser­ leitung (1a, 1b) zusätzlich mindestens eine metallische Leitung (1c, 1d), vorzugsweise aus Kupfer oder Silber vor­ gesehen ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Lichtwellenleiter bzw. Glas­ faserleitungen (1a, 1b) und/oder metallische Leitungen (1c, 1d) mit ihren einen Enden in ein erstes gemeinsames Steckergehäuse (2) und/oder mit ihren anderen Enden in ein zweites gemeinsames Steckergehäuse (3) münden, aus denen jeweils sämtliche elektrische Kontakte (4a-4c bzw. 4a-4d; 5a-5c bzw. 5a-5d) der elektrooptischen Wandler (2a, 2b; 3a, 3b) bzw. das jeweilige Ende der zusätzlichen minde­ stens einen metallischen Leitung (1c, 1d) herausgeführt sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Mehrzahl der Lichtwel­ lenleiter bzw. Glasfaserleitungen (1a, 1b) und/oder der metallischen Leitungen (1c, 1d) zu einem gemeinsamen Viel­ fachkabel (1) zusammengefaßt sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckergehäuse (2, 3) jeweils als Rundstecker, vorzugsweise als wasserdichte Rundstecker, ausgeführt sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrooptischen Wandler (2a, 2b; 3a, 3b) jeweils als Leuchtdioden ausgeführt sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrooptischen Wandler (2a, 2b; 3a, 3b) jeweils als Halbleiterlaser ausgeführt sind.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Halbleiterlaser (2a, 2b; 3a 3b) eine Stabilisie­ rungselektronik (10) vorgesehen ist und diese Stabilisie­ rungselektronik (10) entweder in einem der Steckergehäuse (2) oder außerhalb der Steckergehäuse (2, 3) untergebracht ist.