DE60131291T2

DE60131291T2 - Netzwerk mit umsetzern zwischen elektrischen und optischen signalen

Info

Publication number: DE60131291T2
Application number: DE60131291T
Authority: DE
Inventors: Hjalmar Hesselbom
Original assignee: InvOpto AB
Current assignee: InvOpto AB
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: WO2002023771A1; SE0003257D0; EP1332570A1; US20040013104A1; ATE377872T1; AU2001288167A1; US7539420B2; JP2004509508A; CN1225852C; KR20030059137A; DE60131291D1; EP1332570B1; CN1475058A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft das Koppeln von Signalen in optischen Faserlichtleitern auf elektrische Leiter, insbesondere ein System und Vorrichtungen zum Verbinden optischer Faserlichtleiter mit einer zentralen elektrischen Verbindungseinheit.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Ausdehnung von Kommunikationsnetzwerken des Ethernet-Typs erstreckt sich heute wie auch bisher auf Büros und in einem besonders starken Mass auf private Wohnungen, denn auch private Teilnehmer wollen Zugang zu der Breitbandkommunikation haben. Für dicht benachbarte private Wohnungen wie Appartements in Wohngebäuden werden Lösungen eingesetzt, die im Prinzip lokale Netzwerke des Standardtyps auf Ethernet-Basis sind, wie sie für Büros benutzt werden. Die Struktur der lokalen Netzwerke für solche Appartements unterscheidet sich jedoch von derjenigen lokaler Netzwerke für Büros dadurch, dass Appartements in ein und demselben Gebäude einen grösseren gegenseitigen Abstand zueinander als die Büroräume haben. Ausserdem wird die Verteilung der elektrischen Stromversorgung nicht so sorgfältig durchgeführt, besonders hinsichtlich der Verlegung einer gemeinsamen elektrischen Erdung. Für ein Netzwerk des Ethernet-Typs, das elektrische Twisted-Pair-Leitungen verwendet, ist die maximale Entfernung zwischen einem Verbindungsknoten wie einem Switch und einem damit verbundenen Computer 100 Meter. Eine solche begrenzte maximale Entfernung führt allgemein dazu, dass nur wenige Appartements in einem Wohngebäude mit demselben Switch verbunden werden können, was wiederum zu hohen Installationskosten pro angeschlossenes Appartement führt, wegen der Kosten des Switches und der Tatsache, dass ein spezieller verschliessbarer Raum erforderlich ist, der mögli cherweise auch klimatisiert ist. Elektrisch abgeschirmte Leitungen könnten vielleicht verwendet werden, um unzulässige Störungen zu vermeiden, jedoch ist diese Möglichkeit oft sehr begrenzt wegen der unbefriedigenden Verteilung der elektrischen Erdung. Ferner wird eine elektrische Leitung immer für eine bestimmte Übertragungsgeschwindigkeit(Bitrate) installiert, und deshalb ist ihr Übertragungsvermögen für Informationen bei wesentlich höherer Geschwindigkeit begrenzt.
Durch Verbinden der Teilnehmer in einem lokalen Netzwerk über optische Faserlichtleiter werden die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten und Nachteile vermieden. Durch Verwenden optischer Faserlichtleiter wird somit jegliche elektromagnetische Störung vermieden, die Kommunikation über grosse Entfernungen wird leicht realisiert, und die Informationsübertragung kann in den meisten Fällen ziemlich leicht auf höhere Geschwindigkeiten verbessert werden, indem direkt mit den Faserlichtleitern verbundene Komponenten ausgetauscht werden. Die Kosten für das Umsetzen zwischen optischen und elektrischen Signalen sind jedoch beim Einsatz konventioneller Komponenten hoch.
Die Systeme, die gegenwärtig zum Einführen optischer Faserlichtleiter als Teil der Übertragungsstrecken in Netzwerken angeboten werden, enthalten zusätzlich zu den eigentlichen optischen Faserlichtleitern relativ grosse, individuelle Module zum Umsetzen zwischen elektrischen und optischen Signalen, wobei jedes Modul mit einem individuellen optischen Faserlichtleiter oder einem individuellen optischen Faserlichtleiterpaar verbunden ist. Die Module werden bei dem Switch in einem Gestell zusammengefasst und sind über ein kurzes ungeschirmtes oder geschirmtes elektrisches Mehrleiterkabel mit dem Switch verbunden, der allgemein nahe den Modulen in direkter Nachbarschaft des Gestells installiert ist. Jedes Modul hat dann einen elektrischen Verbinder und einen optischen Verbinder an seiner „Frontseite". Ferner hat jedes Modul eine vollständige elektrische Ethernet-Schnittstelle und kann so auch zusammen mit einem elektrischen Verbindungskabel arbeiten, dessen Länge bis zu 100 Meter betragen kann. Die Module sind ferner mit elektronischen Schaltungen versehen, die die Integrität der elektrischen Verbindung und der optischen Verbindung durch den Betrieb geeigneter Leuchtdioden anzeigen können. Extrem selten ergibt sich die Möglichkeit der direkten Anzeige des gesamten Verbindungsweges auf andere Art als durch ein Verfahren, das nach einem Protokoll arbeitet, bei dem der PING-Befehl in dem IP (Internet Protokoll) zum Verifizieren der Verbindung mit einer IP-Adresse verwendet wird.
Switches mit optischen Ports für einen direkten Anschluss optischer Faserlichtleiter werden gleichfalls verwendet, sie sind jedoch meistens nicht weniger kostspielig als die Kombination eines gemeinsamen elektrischen Netzwerkswitches mit elektrischen Ausgängen und separaten Wandlermodulen.
Um die Verbindungen in Netzwerken zu ändern, ist es üblich, dass die feste Verbindung mit einer peripheren Einheit/Netzwerkanschluss über einen Verbinder in einem Anschlussfeld verläuft, das mit dem Switch über kurze Verbindungsleitungen verbunden ist. Ein entsprechendes Anschlussverfahren, das anstelle elektrischer Leitungen optische Faserlichtleitkabel verwendet, kann beachtliche Nachteile haben, da Faserlichtleitkabel leichter mechanisch beschädigt werden können als elektrische Kabel, und da lösbare optische Faserlichtleitkabel an jedem Ende optische Verbinder haben, die anstelle der kurzen elektrischen Verbindungsleitungen oder zusätzlich zu den elektrischen Verbindungsleitungen erforderlich sind, wenn konventionelle Wandler zum Umsetzen zwischen elektrischen und optischen Signalen verwendet werden. Opti sche Verbinder sind jedoch kostspielig und erfordern eine ziemlich teure Montage, und daher führt ein solches Vermittlungsmerkmal in dem Netzwerk zu Kosten, die insgesamt zu hoch sind.
Ein optisches Faserlichtleitkabel zur Verwendung anstelle elektrischer Leitungen in lokalen Netzwerken ist in der japanischen Patentanmeldung 10079745 beschrieben. Dieses Kabel hat an jedem Ende Verbinder mit darin enthaltenen Schaltungen zum Umsetzen zwischen elektrischen und optischen Signalen. Ein weiteres System des Standes der Technik ist aus der US-Patentschrift 4,691,386 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der Erfindung, zum Übertragen von Signalen zwischen einer Zentraleinheit und Teilnehmern Systeme und Vorrichtungen anzugeben, die mit relativ niedrigen Installationskosten erstellt werden können.
Ein vereinfachter Wandler zum Umsetzen zwischen elektrischen und optischen Signalen in einem Gehäuse, das kleine Abmessungen haben kann, wird somit zum Verbinden zwischen einer Zentraleinheit wie einem Switch oder einem Hub verwendet, so dass zum Übertragen über die grosse Entfernung zwischen der Zentraleinheit und dem Teilnehmer optische Faserlichtleiter verwendet werden und nur eine kurze elektrische Anschlussleitung bei der Zentraleinheit und möglicherweise auch bei dem Teilnehmer erforderlich ist. Der Wandler ist in einem vergrösserten Gehäuse eines elektrischen Verbinders des Standardtyps wie z. B. eines RJ45-Verbinders angeordnet. Das Gehäuse hat Aussenabmessungen, die nur etwas grösser als solch ein Verbinder sein können, und zumindest die Breite und/oder die Dicke weichen vorteilhaft nur unwesentlich von entsprechenden Abmessungen des Standardverbinders ab.
Die Länge kann jedoch grösser sein. Der Verbinder hat keine nach Protokoll arbeitende Schaltkreise und keine Leuchtdioden oder andere Mittel zum Prüfen der Integrität und enthält auch keine Schaltungen zum Analysieren oder Modifizieren des Signalinhalts, er arbeitet hingegen vollständig transparent, so dass die Übertragungsstrecke gegenüber der Zentraleinheit als ein insgesamt elektrisches Glied erscheint.
Handelsübliche Medienwandler zum Umsetzen von Signalen zwischen Twisted-Pair-Leitungen und optischen Faserlichtleitern enthalten Schaltungen zur Signalverarbeitung mindestens auf einer Ebene über der rein physikalischen Übertragung des Signals. Dabei wird einem Signal, das über einen optischen Faserlichtleiter zu übertragen ist, eine Zusatzinformation zum Prüfen der Integrität der optischen Strecke beigegeben. Auf der Empfangsseite wird diese Information abgefragt und aus dem empfangenen Signal entfernt, und es werden weitere Informationen hinsichtlich einer möglichen Kollision ausgesondert. Diese ausgesonderten Informationen dienen zum Speisen verschiedener Leuchtdioden, und daher kann eine Bedienungsperson den Betrieb des Wandlers und der optischen Strecke sowie auch der elektrischen Strecke überprüfen. Diese unterschiedlichen Funktionen werden in Schaltungen ausgeführt, die einen ziemlich grossen Leistungsbedarf haben und auch Energie in Form von Wärme abgeben. Der vorgeschlagene Wandler hat einen Leistungsbedarf von einem Zehntel bis einem Zwanzigstel des Leistungsbedarfs der gegenwärtig verwendeten Medienwandler.
Allgemein ist somit in einem Netzwerk in z. B. einem Wohngebäude eine teilweise optische Informationsübertragung unter Verwendung optischer Faserlichtleiter zwischen Teilnehmern und einer Zentraleinheit wie einem Switch oder einem Hub vorgesehen. Verbindergehäuse oder Wandlergehäuse oder Wandlermodule haben an einer Seite einen elektrischen Verbinder und an ih rer anderen Seite einen Anschluss wie einen optischen Verbinder zu einem optischen Faserlichtleiter. Ein elektronischer Wandler zum Umsetzen zwischen elektrischen und optischen Signalen ist zwischen dem elektrischen Verbinder und dem optischen Anschluss angeordnet und so aufgebaut, dass die optische Übertragung hinsichtlich der Signalisierung und, von der Zentraleinheit oder dem Switch her gesehen, als eine elektrische Signalübertragungsleitung arbeitet. Der elektrische Verbindung kann mit einem elektrischen Verbinder des Switches über eine lösbare elektrische Verbindungsleitung oder sogar direkt oder über einen einfachen Verbinderadapter verbunden sein. Eine solche Verbindung ist deshalb zulässig, weil die Verbindergehäuse eine Breite und eine Dicke haben, die weitgehend der Breite und Dicke ihrer elektrischen Verbinder entsprechen. Sie gestattet auch eine enge Anordnung der Verbindergehäuse, so dass sie mit relativ geringem oder minimalem Abstand zueinander angeordnet werden können, der hauptsächlich durch die Breite und die Dicke der Verbinder bestimmt ist. Die festen elektrischen Verbinder eines Switches oder eines Hubs werden bekanntermassen oft mit einem solchen relativ kleinen und minimalem Abstand zueinander angeordnet, der hauptsächlich durch die Breite und die Dicke der Verbinder bestimmt ist. Verbindersockel in einem Verbindungsgestell können zum Halten der optischen Verbinder an den Enden der optischen Faserlichtleiter vorgesehen sein, die zu den Teilnehmern führen. Die Verbindersockel können so ausgebildet sein, dass bei Fehlen eines Verbindergehäuses die vorhandenen optischen Kontakte für eine optische Verbindung mit möglichen anderen Komponenten oder über eine lösbare optische Verbindungsleitung mit einem optischen Eingangsanschluss eines Switches verfügbar werden. Die Stromversorgung der Wandler kann durch externe elektrische Kontaktflächen der Verbindergehäuse erfolgen, die mit Kontaktfedern in einem Verbindungsgestell zusammenarbeiten, oder über separate Leitungen oder über nicht benutzte Stifte der elektrischen Verbinder.
Wenn optische Signale in Form eines Stroms digitaler Werte, dargestellt durch unterschiedliche optische Leistungspegel, in elektrische Signale in Form eines Stroms digitaler Werte, dargestellt durch unterschiedliche elektrische Pegelwerte, umgesetzt werden, kann mindestens ein Komparator oder Diskriminator zum Erfassen unterschiedlicher optischer Leistungswerte und zur Abgabe entsprechender elektrischer Signale verwendet werden, die Pegelwerte entsprechend den optischen Leistungswerten haben, und einer elektrischen Leitung zugeführt werden, so dass jeder elektrische Signalwert einem einzelnen optischen Signalwert entspricht. Beim Umsetzen elektrischer Signale in optische Signale kann eine in geeigneter Weise betriebene Leuchtdiode direkt durch die elektrischen Signale moduliert werden. Somit erfolgt in den Wandlern eine weitgehend direkte Wandlung zwischen elektrischen Signalen in Form eines Stroms digitaler Werte, dargestellt durch unterschiedliche elektrische Pegelwerte, und optischen Signalen in Form eines Stroms digitaler Werte, dargestellt durch unterschiedliche optische Leistungswerte, so dass ein elektrischer Pegelwert direkt einem optischen Leistungswert entspricht. Die elektrischen Pegelwerte können unterschiedliche Vorzeichen haben, während die optischen Leistungswerte immer positiv sind. Die Erfindung ist entsprechend dem Anspruch 1 definiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
1 eine schematische Darstellung, wie die Verbindung unterschiedlicher Stellen in z. B. einem Wohngebäude mit einem Kommuni kationsnetzwerk realisiert werden kann, das einen zentralen Switch enthält,
2 eine schematische perspektivische Darstellung eines vergrösserten Verbindergehäuses in einem Verbindungsgestell,
3a eine Draufsicht auf das Verbindergehäuse nach 2 in einem Verbindungsgestell,
3b eine Unteransicht eines Verbindergehäuses mit einem daran befestigten Verbindersockel,
4 eine perspektivische Darstellung eines vergrösserten Verbindergehäuses zum direkten Anschluss an eine Vorrichtung wie einen Switch, einen Hub oder eine Netzwerkkarte,
5 eine schematische perspektivische Darstellung eines Verbindersockels in einer Frontplatte, die transparent gezeichnet ist, wobei der Sockel für das Verbindergehäuse in 2, 3a und 3b verwendet wird,
6 eine Schaltung der elektrischen Verbindungen in einer Vorrichtung, die nicht benutzte Steckerstifte zum Zuführen einer elektrischen Speisespannung benutzt,
7 eine Schaltung zum Umsetzen elektrischer Signale, die auf einer Twisted-Pair-Leitung übertragen werden, in optische Signale,
8a eine Schaltung zum Umsetzen über einen optischen Faserlichtleiter übertragener Signale in elektrische Signale, die einer Twisted-Pair-Leitung zuzuführen sind,
8b eine Schaltung ähnlich derjenigen in 8a, die einen Transformator zum Koppeln der Signale auf die Twisted-Pair-Leitung enthält,
9 eine Schaltung zum Umsetzen von über einen optischen Faserlichtleiter übertragenen Dreipegel-Signalen in elektrische Signale, die einer Twisted-Pair-Leitung zuzuführen sind,
10a das Diagramm eines Dreipegel-Signals zur Hochgeschwindigkeitsübertragung über eine Twisted-Pair-Leitung,
10b ein Diagramm ähnlich demjenigen in 10a für ein Dreipegel-Signal, das durch die Übertragung über eine Twisted-Pair-Leitung verzerrt wurde, und
11 eine alternative Schaltung zum Umsetzen über einen optischen Faserlichtleiter übertragener Dreipegel-Signale in elektrische Signale, die einer Twisted-Pair-Leitung zuzuführen sind.
BESCHREIBUNG EINES VORZUGSWEISEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELES
In 1 ist ein lokales Netzwerk schematisch dargestellt, das z. B. in einem Wohngebäude verwendet wird. Das Netzwerk enthält optische Faserlichtleiter 1 für den Hauptteil der Übertragungsstrecken zwischen einem zentralen Switch 3, „KellerSwitch", der sich oft im Keller des Gebäudes befindet, und den Appartements, die schematisch dargestellt und mit 6 bezeichnet sind. Der Switch 3 ist der übliche elektrische Typ zur Signalübertragung entsprechend einem Standard wie Ethernet 10 Mb oder Ethernet 100 Mb, bei dem Ausführungsbeispiel zum Übertragen von Signalen über Twisted-Pair-Leitungen, d. h. Ethernet 10 BaseT oder 100 BaseT. Der Switch kann mit einem externen optischen Hochgeschwindigkeitsnetzwerk 4 über einen Hochgeschwindigkeitswandler 5 verbunden werden. In der Nachbarschaft des zentralen Switches 3 befindet sich ein Gestell oder ein Verteiler 7, hier als Anschlusskasten dargestellt. Darin sind Plätze mit Aufnahmen, siehe auch 2, für Gehäuse oder Module 9 einer Mehrzahl opto-elektrischer Wandler 10 vorgesehen, die optische Signale in elektrische Signale und umgekehrt umsetzen. Jedes Gehäuse 9 ist eine separate Einheit und hat an seiner Vorderseite einen elektrischen Verbinder 11 wie einen Verbinder des Typs RJ45, bei dem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel eine Buchse. Mit dem Verbinder 11 ist ein elektrisches Kabel 13, ein Anschlusskabel, vorzugsweise vom Typ Twisted-Pair-Leitung, über einen entsprechenden Verbinder 15, im vorzugsweisen Fall ein Stecker, verbunden, und dieses Kabel ist an seinem anderen Ende mit einem elektrischen Port 17 des Switches 3, beispielsweise über die gleiche Art Stecker wie bei den Verbindergehäusen 9, verbunden. Die Verbindergehäuse 9 sind an ihrer Rückseite, die zum Innenraum des Gestells oder nach rückwärts weist, mit Abschnitten 19 optischer Faserlichtleiter verbunden. Diese Faserabschnitte 19 können entweder direkt mit den Wandlern verbunden sein, so dass die Wandlergehäuse 9 mit den darin enthaltenen Wandlern 10 vom „Pigtail"-Typ sind oder es ist vorzugsweise an der Rückseite eines jeden Verbindergehäuses ein optischer Standardverbinder 21 vorgesehen, beispielsweise ein MT(„Mechanical Transfer")-Verbinder des Buchsentyps wie MT-RJ, der in einer Hülse befestigt ist, und dann hat jeder Faserabschnitt einen entsprechenden Verbinder 23 am zugeordneten Ende, z. B. den Steckertyp MT-RJ. Die Faserabschnitte 19 sind an ihren anderen Enden in einem Raum an der Rückseite des Gestells 7 bei 25 mit den Faserabshnitten 1 verschweisst, die zu Vorrichtungen 29 des Typs Switch oder Netzwerkkarte führen, welche sich in den individuellen Appartements 6 befinden. Alternativ ist jeder Faserabschnitt 19 Teil eines Faseraschnitts 1, so dass die Faserabschnitte 1 bis zu den Verbindergehäusen 9 verlaufen. In diesem alternativen Fall sind die Verbinder 23 dann direkt an den Enden der Faserabschnitte 1 in dem Gestell 7 befestigt.
Bei den Vorrichtungen 29 sind Verbindergehäuse 27 vorgesehen, die an ihrer einen Seite einen optischen Verbinder enthalten, mit dem der entsprechende Faserabschnitt 1 verbunden ist. Die Anschlussgehäuse enthalten ferner nicht dargestellte Wandler zum Umsetzen optischer Signale in elektrische Signale und umgekehrt und an ihrer anderen Seite einen elektrischen Verbinder, vorzugsweise eine Buchse. Die Stromversorgung der Wandler in den Anschluss gehäusen 27 erfolgt entweder über einen separat angeschlossenen Niederspannungstransformator oder „Batterieersatz" oder über zur Signalübertragung nicht benutzte Stifte in dem elektrischen Verbinder, der beispielsweise vom Typ RJ45 ist, siehe die folgende Beschreibung. Die letztere Alternative erfordert, dass die Vorrichtungen oder Switche und ähnliche Vorrichtungen, mit denen der elektrische Verbinder gekoppelt ist, speziell so aufgebaut sind, dass die Stromversorgung über diese Stifte laufen kann. Alternativ sind die Anschlusseinheiten 27 an den Enden der Faserabschnitte 9 in den individuellen Appartements durch Wandlergehäuse 9 gebildet, die identisch mit denen in dem Gestell 7 an der Zentraleinheit 3 ausgebildet sind und dann individuell in einen kleinen Kasten eingesetzt sind, der Mittel zum Speisen des Wandlers in dem Wandlergehäuse enthält.
Die Wandlergehäuse oder Verbindergehäuse 9, die in dem Gestell 7 zentral angeordnet sind, haben eine Breite, die weitgehend der Breite der elektrischen Verbinder 11, 15 entspricht, z. B. vom Typ RJ45 wie oben beschrieben, die zur elektrischen Verbindung der Wandler mit dem Switch 3 benutzt werden. Auch die Dicke der Wandlergehäuse kann vorteilhaft weitgehend gleich der Dicke der elektrischen Verbinder sein, obwohl dies in dem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel nicht in gleicher Weise wichtig ist. Allgemein sollte die Breite und die Höhe der Wandlergehäuse weitgehend den entsprechenden Abmessungen der elektrischen Verbinder entsprechen und in jedem Fall sollte mindestens eine dieser Abmessungen der entsprechenden Abmessung des elektrischen Verbinders entsprechen. Die Bezeichnung Breite der Verbinder bedeutet hier die horizontale Abmessung, die Dicke der Verbinder ihre vertikale Abmessung, wenn sie in üblicher Ausrichtung montiert sind. Die Breite und die Dicke der Verbindergehäuse 9 sind in gleicher Weise die horizontale und die vertikale Abmessung, wenn sie mit elektrischen Verbindern in der konventionellen Ausrichtung verbunden sind.
Elektrische Schaltkreise 10, siehe 2, sind in jedem Verbindergehäuse 9 angeordnet und bewirken eine vorzugsweise direkte physikalische Umsetzung elektrischer in optische Signale und eine praktisch direkte Umsetzung optischer in elektrische Signale, insbesondere so, dass ein elektrischer Pegelwert einem optischen Pegelwert und umgekehrt entspricht. Die Schaltkreise sind so aufgebaut, dass von dem Switch 3 und der angeschlossenen Vorrichtung 29 her nicht zu erkennen ist, dass ein Teil des Übertragungsweges optisch ist. Die elektrischen Schaltkreise enthalten somit nur die direkten Signalumsetzungsfunktionen, jedoch keine Funktionen zur speziellen Signalgabe wie Protokollverarbeitung und ähnliches, z. B. Analyse des logischen Anteils in den gesendeten und empfangenen Signalen, Zugabe und Entfernung weiterer Informationen. Dies führt zu einer relativ einfachen Struktur der erforderlichen elektrischen Schaltkreise und daher haben sie einen relativ kleinen Raumbedarf, so dass sie in den Verbindergehäusen Platz haben und nur einen relativ kleinen elektrischen Leistungsbedarf haben. Das Anwenden einer einfachen Umsetzung ist in dem vorzugsweisen Fall dadurch möglich, dass Empfänger- oder Erfassungsschaltungen für über die Twisted-Pair-Leitungen übertragene Signale speziell so aufgebaut sind, dass sie die oft sehr stark verzerrten Signale verarbeiten können, die nach der Übertragung über solche Leitungen empfangen werden, und dass sie dann den Informationsanteil in solchen Signalen erfassen können, ferner dadurch, dass die weitgehend direkte, nichtlineare Umsetzung entsprechend der vorstehenden Erläuterung eine Verzerrung des Signals erzeugt, die ähnlich der Verzerrung ist, die die Signale beim Durchgang durch einen Abschnitt einer Twisted-Pair-Leitung erhalten.
Die Stromversorgung der Schaltkreise läuft entweder über separate, nicht dargestellte Leitungen oder über Kontaktfedern, siehe 2 und 3a, die an den Aufnahmen in dem Gestell 7 befestigt sind und an vorbestimmten Kontaktstel len an der Aussenseite der Verbindergehäuse 9 anliegen. Die Stromversorgung kann auch über nicht benutzte Stifte oder Kontaktstellen in den elektrischen Verbindern 11, 15 laufen, siehe die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf 6.
Die Fasterabschnitte 9, die zwischen die Wandlergehäuse 9 und die Schweissstellen 25 an den längeren optischen Faserlichtleitern 1 geschaltet sind, welche den grösseren Teil des Weges zu den Teilnehmern bilden, können, wie oben bereits für die nicht direkte Verbindung mit den entsprechenden opto-elektrischen Wandlern 10 erläutert, an ihren den Wandlern zugewandten Enden Verbinder 23 haben und gleichfalls direkt in der Frontplatte 7 zugänglich sein, um eine mögliche Verbindung mit einer optischen Verbindungsleitung zu schalten. Ein Sockel 49, siehe 5, für die optischen Verbinder 23 kann einen solchen Aufbau haben, dass er eine direkte optische Verbindung mit einem Verbindergehäuse 9 ermöglicht, das einen opto-elektrischen Wandler enthält, und derart, dass er weiter in Richtung hinter die Frontseite der Platte 7 gedrückt wird, wenn das Verbindergehäuse in seinen Platz im Gestell gedrückt wird. Wenn das Verbindergehäuse 9 zum Auswechseln, zur Reparatur oder zum Verbessern entfernt wird, bewegt sich der Verbindersockel mit ihm gemeinsam, und der Verbinder 23 wird in der Frontplatte wieder zugänglich. Alternativ muss das Ende der Faserabschnitte 19 mit den Verbindern etwas herausgezogen werden, um die jeweiligen Verbindergehäuse 9 anzuschliessen oder abzutrennen, und die Faserabschnitte haben eine gewisse überschüssige Länge, so dass dies möglich wird.
Weitere Einzelheiten der Befestigung der Wandlergehäuse oder Verbindergehäuse 9 in dem Gestell ergeben sich aus 2 und 3a. Die Wandlergehäuse 9 haben eine äussere schirmende Metallhülle, die mit der Chassis-Masseverbindung zu koppeln ist und die Form eines rechteckigen, länglichen Kastens hat. An der Vorderseite des Kastens setzen sich die Gehäuse in die elektrischen Buchsen 11 fort, die deshalb dieselben Aussenabmessungen in Querrichtung wie die länglichen Wandlergehäuse haben. Die oberen breiten Flächen der Gehäuse 9 stossen dann, wenn die Verbindergehäuse 9 in das Gestell 7 eingesetzt werden, an eine obere Strebe 31 in Form einer horizontalen Schiene, die in Querrichtung verläuft. Die unteren Flächen der Wandlergehäuse 9 liegen an unteren, elektrisch leitfähigen Schienen 33, 35, die gleichfalls in Querrichtung verlaufen und parallel zur Frontseite des Gestells 7 sowie horizontal liegen. Über die unteren Schienen können die Verbindergehäuse 9 mit Strom versorgt werden. Die vordere Stromversorgungsschiene 33 ist mit einer negativen Speisespannung V– und die hintere Stromversorgungsschiene 35 mit einer positiven Speisespannung V+ verbunden. Die Stromversorgungsschienen haben nach oben vorstehende Kontaktfedern 37, 39 zum elektrischen Kontakt mit begrenzten elektrisch leitfähigen Flächen 41, 43 an den Unterseiten der Modulgehäuse 9. Diese elektrisch leitenden Flächen 41, 43 sind von dem übrigen, geerdeten Teil der Gehäuse 9 durch sie umgebende isolierende Flächen 45 elektrisch isoliert. Die Flächen 41, 43 und die Flächen 45 können Teil einer leitenden Ebene in einer elektrischen Schaltungskarte sein die wiederum mit Masse verbunden ist. Aus 2, 3a ist ferner zu erkennen, dass Rastfedern 45 an den vorderen Enden der Flächen der Modulgehäuse vorgesehen sind, die beim Eindrücken der Modulgehäuse 9 in ihre Plätze in dem Gestell 7 durch Öffnungen in der Frontplatte 47 des Gestells mit den Kanten dieser Öffnungen zusammenwirken, um die Wandlergehäuse an ihren Plätzen in dem Gestell zu halten.
Die Verbindergehäuse 9 können auch weitere elektrische Verbinder geeigneter Art haben, z. B. können sie als Stecker ausgebildet sein, so dass sie direkt mit den Ports 17 des Switches 3 in derselben Weise wie bei den Anschlussgehäusen 27 der Appartements bei der oben beschriebenen ersten Alternative ver bunden sind. Auch kann ein Verbindergehäuse 9 mit dem oben beschriebenen Aufbau so abgewandelt sein, dass sich ein geeigneter elektrischer Verbinder durch Anschluss eines Anschlussadapters, nicht dargestellt, ergibt. Ein Ausführungsbeispiel eines Verbindergehäuses mit einem Stecker ist in 4 dargestellt. Daraus ergibt sich, dass das Modulgehäuse 9 in dieser Ausführungsform sich zu einem Stecker 11' des Typs RJ45 fortsetzt, dessen Querabmessungen mit denjenigen dieses Steckers übereinstimmen. Die Stromzuführung zu den elektrischen Schaltkreisen in dem Verbindergehäuse kann über nicht benutzte Stifte der elektrischen Verbinder laufen, wie oben beschrieben, oder über ein externes elektrisches Kabel, nicht dargestellt, das über einen Steckerstift des Standardtyps mit einem Stromversorgungsstecker 47' verbunden ist, der an einer Fläche des Modulgehäuses 9 befestigt ist. Anstelle elektrischer Verbindungsleitungen 13 müssen dann optische Faserlichtleitabschnitte oder Verbindungsleitungen, nicht dargestellt, mit optischen Verbindern an jedem Ende verwendet werden. Diese Lösung hat aber Nachteile, da solche lösbaren Faserabschnitte bei der Handhabung empfindlich und wegen der optischen Verbinder ziemlich teuer sind, wie oben bereits beschrieben wurde.
In 5 ist der oben genannte Verbindersockel 49 gezeigt, der an jedem Platz für ein Verbindergehäuse 9 in dem Gestell 7 vorgesehen sein kann, siehe auch 3b. Der Verbindersockel 49 kann dieselben Aussenabmessungen in Querrichtung wie das Verbindergehäuse 9 haben und hat einen Raum oder eine Bohrung, in der ein optischer Verbinder 23 mit einer Rastfeder 24 festgehalten wird, beispielsweise der Typ MT-RJ. Auf der rechten und der linken Seite des Verbindersockels sind Rastfedern 51 vorgesehen, die mit Kanten einer Öffnung der Frontplattenwand 47 verrasten, ähnlich den Rastfedern 47 der Verbindergehäuse. Somit wird zunächst angenommen, dass solch ein Verbindersockel 47 in einer Frontposition sitzen soll, wobei seine Rastfedern 51 in eine Öffnung der Frontplattenwand 47 einrasten. An den optischen Verbinder 23, der dann verfügbar ist, kann ein optischer Faserlichtleiter direkt angeschlossen sein oder, falls erwünscht, beispielsweise dann, wenn eine Verbindung zu einem Switch mit optischen Verbindern vorgenommen wird oder wenn ein opto-elektrischer Wandler anders als derjenige in den Verbindergehäusen 9 verwendet wird. Für die in 1 gezeigte Verbindung, bei der der optische Faserlichtleiter 19 mit dem daran befestigten Verbinder 23 mit dem Switch 3 über ein Verbindergehäuse 9 zu verbinden ist, wird das Verbindergehäuse zusammen mit seinem hinteren optischen Kontakt 21 gegen den optischen Verbinder 23 gedrückt, um den optischen Kontakt herzustellen. Die Rastfeder 24 kann dann mit dem an dem Gehäuse befestigten Verbinder 21 verrasten, um die optischen Verbinder 23, 21 aneinander und damit den Verbindersockel 41 an den Verbindergehäuse 9 zu halten. Dann wird das Gehäuse 9 weiter in das Gestell 7 hineingedrückt und drückt dann seinerseits gegen den Verbindersockel 49, so dass dessen Rastfedern 51 von den Kanten der Frontplattenöffnung gelöst werden und das Verbindergehäuse mit dem Verbindersockel als Einheit weiter in das Gestell hinein bewegt wird. Schliesslich kommen die Rastfedern 45 des Verbindergehäuses in Eingriff mit der Frontplattenöffnung, und das Gehäuse ist dann in das Gestell eingesetzt und optisch angeschlossen. Eine elektrische Anschlussleitung 13 kann dann zwischen dem Verbindergehäuse 9 und einer Aufnahme 17 an dem Switch 3 gesteckt werden.
Wenn das Verbindergehäuse 9 zu einem späteren Zeitpunkt aus dem Gestell 7 zur Reparatur oder ähnlichem herausgenommen werden muss, wird der Verbindersockel 49 eine Auszugsbewegung mitmachen durch den Eingriff zwischen den beiden optischen Verbindern 23 mittels der Rastfeder 24. Der Verbindersockel wird dann an der Frontplatte 47 durch seine Rastfedern 51 wieder verrasten. Die optischen Verbinder 21, 23 können dann durch Einwirken auf die Rastfeder 24 mit einem geeigneten Werkzeug voneinander gelöst werden, so dass das Verbindergehäuse 9 von dem Gestell 7 gelöst wird, um es z. B. zu reparieren oder auszuwechseln. Der optische Verbinder 23, der durch den Verbindersockel 49 gehalten wird, steht nun wieder für eine neue Verbindung mit einem Verbindergehäuse oder einer anderen Vorrichtung über ein optisches Faserlichtleitkabel zur Verfügung, das einen zum Anschluss an den Verbinder 23 geeigneten optischen Verbinder hat. Die Bewegung des optischen Verbinders 23 beim Herausziehen ist dadurch möglich, dass die optischen Faserlichtleitabschnitte 19 eine dazu geeignete Länge haben. Sie können auch vorteilhaft eine solche Länge haben, dass auch der Verbindersockel 49 aus der Frontplatte 47 herausgezogen werden kann, wenn dies aus irgendeinem Grund erforderlich ist.
Wenn die Stromversorgung durch Ausnutzen nicht verwendeter einzelner Kontaktstellen oder Kontaktstifte in den elektrischen Verbindern erfolgt, so ist dies in der in 6 gezeigten Weise möglich. Hier ist eine Schaltung dargestellt, die RJ45-Verbinder in einem Verbindungsmodus gemäss dem Standard 10 BaseT verwendet. In dem RJ45-Verbinder werden die Stifte 4, 5, 7 und 8 nicht genutzt. Ankommende Signale werden über die Stifte 3 und 6 geleitet, abgehende Signale werden über die Stifte 1 und 2 geleitet. Die Kontaktstifte der symmetrierten ankommenden und abgehenden Signale sind mit den Enden erster Wicklungen von Transformatoren Ti, To verbunden, deren weitere Wicklungen mit jeweiligen Eingangs- und Ausgangsschaltungen, nicht dargestellt, einer Vorrichtung verbunden sind, in der der Verbinder montiert ist. Die ersten Wicklungen der Transformatoren haben Mittelabgriffe, die für einen Standardanschluss des Verbinders über Widerstände R1 mit einem Knoten P1 verbunden sind und damit an übereinstimmender Mittelspannung liegen. Der Knoten P1 ist in der Standardbeschaltung auch mit den nicht benutzten Steckerstiften über elektrische Sternschaltungen mit Widerständen R2, R3 verbunden, die gleiche Widerstandswerte haben. Der Knoten P1 ist ferner über einen ziemlich grossen Kondensator C1 mit Masse verbunden, so dass dieser Knoten für AC-Signale geerdet ist, jedoch ein schwebendes DC-Potential hat.
In einem Switch 17 oder einer Vorrichtung 29 oder einer weiteren Anordnung, in der der elektrische Verbinder montiert ist und bei der die Stromversorgung anderer Vorrichtungen über dieselbe Leitung wie für die Signalübertragung gewünscht ist, können die Stifte, die keine Signale führen, in bereits beschriebener Weise genutzt werden. Damit es möglich ist, eine Speisespannung an die nicht zur Signalübertragung verwendeten Stifte anzulegen, kann der Knoten P1 in zwei Verbindungsknoten Pi, Po aufgeteilt werden, die miteinander über einen grossen Kopplungskondensator C2 verbunden sind. Jeder derartige Verbindungsknoten Pi, Po ist dann über einen der Widerstände R1 mit dem Mittelabgriff der ersten Wicklung des jeweiligen Transformators und über den Widerstand R2 mit Widerständen R3 verbunden, die zu den Stiften 7, 8 sowie 4, 5 führen. Nur der Verbindungsknoten Po ist nun über den Kondensator C1 mit Masse verbunden. Eine Speisespannung aus einer Spannungsquelle, nicht dargestellt, wird über Induktivitäten S+, S– zwei Stiften zugeführt, die nicht zur Signalübertragung dienen, beispielsweise mit dem positiven Pol an den Stift 7 und mit dem negativen Pol an Stift 5. Das abgehende Signal wird dadurch von dem negativen Potential der Speisespannung getrennt, während das ankommende Signal von dem positiven Potential der Speisespannung getrennt wird. Der hier vorgeschlagene Kondensator C2 erzeugt eine DC-Entkopplung zwischen den Stiftpaaren 4, 5 und 7, 8 sowie zwischen dem positiven und dem negativen Potential der Speisespannung. Andererseits sind die Knoten Pi, Po für AC-Signale wegen der grossen Kapazität des Kondensators C2 miteinander verbunden und über den Kondensator C1 wie zuvor der Knoten P mit AC-Masse verbunden. Ferner entkoppeln die Induktivitäten S+, S– die Spannungsquelle von möglichen hochfrequenten Komponenten, die auf den langen elektrischen Leitungen des elektrischen Kabels erzeugt werden können, welches mit den nun für die Zuführung der Speisespannung verwendeten Stiften verbunden ist.
In den Verbindern 9 kann mit der in 7 gezeigten Schaltung eine Umsetzung eines symmetrischen binären elektrischen Signals, d. h. eines seriellen, standardmässig übertragenen Bit-Stroms, in ein Signal für eine Twisted-Pair-Leitung 61 erfolgen, bei der das Signal zwischen zwei Pegelwerten wechselt. Das Signal gelangt von den beiden Teilen der Pair-Leitung auf Kopplungskondensatoren 63 und dann im wesentlichen unbeeinträchtigt bis zu den beiden Anschlüssen einer Leuchtdiode 65, beispielsweise einer LED oder einer Halbleiter-Laserdiode. Die Anschlüsse der Leuchtdiode sind ferner miteinander über eine invers oder gegenpolig geschaltete Halbleiter-Gleichrichterdiode 67 verbunden. Einer der Anschlüsse ist ferner über einen Widerstand 69 mit einer positiven Speisespannung V+ und der andere Anschluss über einen Widerstand 71 mit einer negativen Speisespannung V– verbunden. Durch geeignete Wahl des durch die Diode 65 fliessenden Stroms kann das von der Twisted-Pair-Leitung 61 kommende Signal das durch die Dioden 65 abgegebene Licht modulieren, so dass eine zulässige und nicht zu grosse Verzerrung des abgegebenen optischen Signals erzeugt wird. Das abgegebene Licht wechselt zwischen zwei unterschiedlichen Werten, und die Verzerrung kann so gering gehalten werden, dass eine spätere Signalerfassung für Twisted-Pair-Signale mit einem üblichen Signalempfänger möglich ist. Das von der Diode 65 abgegebene Licht wird dem optischen Faserlichtleiter möglicherweise über einen zwischengeschalteten Wellenleiter zugeführt, der an das Wandlergehäuse 9 angeschlossen ist. Derselbe Schaltkreis kann zum Umsetzen aller elektrischen Signale benutzt werden, die symmetrisch über die Pair-Leitung 61 ankommen, gleichfalls für Signale mit mehr als zwei Pegelwerten.
Das so in eine sich ändernde Lichtintensität umgesetzte Signal muss wieder in ein elektrisches Signal umgesetzt werden, das der Pair-Leitung an der anderen Seite des Faserlichtleiters zugeführt wird. Dann ist die folgende Erscheinung zu beobachten. Auf einer Ader zur Übertragung über eine Twisted-Pair-Leitung entsprechend dem Ethernet-Standard für Signale mit 10 Mb/s gibt es dann einen Ruhepegel oder 0-Pegel, einen positiven Impuls zur Signalgabe der Kanalintegrität, und positive und negative Pegelwerte, die das Signal in dem Manchester-Code übertragen. Somit ist es wichtig, dass ein unverfälschtes AC-Signal und nicht nur veränderliche Pegelwerte als Signal auf der elektrischen Leitung existieren, damit das Signal dieselbe Erscheinungsform wie ein Standardsignal hat. Die elektronische Schaltung sollte variierende Lichtwerte, die niemals direkt einem AC-Strom oder einer AC-Spannung entsprechen können, in eine AC-Spannung auf der Leitung für das elektrische Signal und in einen positiven Impuls mit einem gewissen negativen Anteil umsetzen können, den der Detektor entsprechend dem jeweiligen IEEE-Standard annehmen können sollte. Zur Übertragung mit 100 Mb/s auf einer Twisted-Pair-Leitung gibt es einen Ruhepegel oder 0-Pegel sowie einen positiven und einen negativen Pegel zur Signalisierung. Auch hier ist es wichtig, dass ein unverfälschter AC-Strom oder eine unverfälschte AC-Spannung als Signal vorliegt und nicht nur variierende Pegel auf der elektrischen Leitung. Eine solche Schaltung, die zum Erfassung optischer Signale mit einer Frequenz von 10 MHz geeignet ist, wie sie beispielsweise von einem Abschnitt einer vorgeschalteten Twisted-Pair-Leitung kommen, ist in 8a dargestellt. Das Lichtsignal wird von einer lichtempfindlichen Diode 81 aufgenommen, deren beide Anschlüsse direkt mit den Eingängen eines Verstärkers 83 verbunden sind. Das verstärkte Signal wird über einen Kondensator 85 den ersten Eingang eines Komparators oder Diskriminators 87 zugeführt, der einen direkten und einen invertierenden Ausgangsanschluss hat. Dem zweiten Eingang des Diskriminators wird eine geeignete Referenzspannung zugeführt, die am Abgriff eines Spannungsteilers aus zwei Widerständen 89 und 90 geeigneter Grösse auftritt, die zwischen der positiven Speisespannung V+ und der negativen Speisespannung V– liegen. Der Abgriff des Spannungsteilers ist ferner mit dem ersten Eingang über einen Widerstand 88 verbunden. Das Signal des Diskriminators 87 wird von dessen beiden Ausgängen dem jeweiligen Teil der Twisted-Pair-Leitung 91 über weitere Koppelkondensatoren 93 zugeführt, die kabelseitig miteinander über einen Kondensator 95 verbunden sind. Ein Widerstand 97 kann diesem Kondensator 95 parallel geschaltet sein.
Der Anschluss an die Twisted-Pair-Leitung 91 kann alternativ auch über einen Signaltransformator 99 geschehen, wie es in 8b dargestellt ist.
Für höhere Frequenzen oder Übertragungsraten, beispielsweise 100 MHz und entsprechend einem geeigneten Standard werden Signale auf Twisted-Pair-Leitungen mit drei Pegeln übertragen, einem mittleren Pegel mit dem Binärwert „0" und dazu symmetrisch liegenden Pegeln, die beide den Binärwert „1" anzeigen und die abwechseln, siehe 10a). Nach der Übertragung über einen Übertragungsweg mit einer Twisted-Pair-Leitung kann das Signal dann eine Erscheinungsform haben, die in 10b dargestellt ist. Ein solches elektrisches Signal kann mit der in 7 gezeigten Schaltung direkt in ein optisches Signal umgesetzt werden, und das entsprechende optische Signal kann mit der in 9 gezeigten Schaltung in ein elektrisches Signal umgesetzt werden, so dass die optischen Pegel den elektrischen Pegeln entsprechen. Das Lichtsignal wird zuerst mit der Fotodiode 81 in ein elektrisches Signal umgesetzt, dieses wird mit einem Verstärker 83 verstärkt und dann über einen Koppelkondensator 85 in derselben Weise wie in 8a und 8b weitergeleitet. Das erhaltende Signal wird den positiven und den negativen Eingängen zweier Komparatoren 101, 103 zugeführt. Die beiden weiteren Eingänge dieser Komparatoren empfangen Referenzspannungen von einem Spannungstei ler, der zwischen die positive Speisespannung V+ und die negative Speisespannung V– geschaltet ist und aus vier Widerständen 105, 107, 109, 111 in Reihenschaltung besteht. Der Verbindungsknoten der Widerstände 105 und 107 ergibt die gewünschte Referenzspannung für den ersten Komparator 101 und ist mit dessen negativem Eingang verbunden. Der Verbindungsknoten der beiden anderen Widerstände 109, 111 des Spannungsteilers ergibt die gewünschte Referenzspannung für den zweiten Komparator 103 und ist mit dessen positivem Eingang verbunden. Der Mittelabgriff des Spannungsteilers am Verbindungspunkt der Widerstände 107 und 109 ist über einen Widerstand 113 mit der Ausgangsseite des Koppelkondensators 85 verbunden. Die Ausgänge der Komparatoren 101, 103 sind ähnlich wie in der Schaltung nach 8b über Koppelkondensatoren 115, 117 mit den Enden einer Wicklung eines Signaltransformators 99 verbunden, dessen zweite Wicklung mit den Adern einer Twisted-Pair-Leitung 91 verbunden ist. Zur geeigneten Wahl der Grösse der Widerstände in dem Spannungsteiler können Referenzspannungen für die Komparatoren 101, 103 so erzeugt werden, dass der Pegel des ankommenden Signals, der über der Referenzspannung liegt, die dem ersten Komparator zugeführt wird, diskriminiert werden kann und einen positiven Ausgangspegel ergibt, und dass ein negativer Pegel des ankommenden Signals, der unter der Referenzspannung des zweiten Komparators 103 liegt, diskriminiert werden kann und ein negatives Ausgangssignal ergibt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wandlers zum Umsetzen optischer in elektrische Signale, der sich besonders für Dreipegel-Signale entsprechend der obigen Beschreibung eignet, ist in 11 dargestellt. Ein Lichtsignal eines optischen Faserlichtleiters wird zunächst durch die Fotodiode 81 in ein elektrisches Signal umgesetzt, das elektrische Signal wird mit einem Verstärker 83 verstärkt und einem Koppelkondensator 85 zugeführt, wie es bei 8a, 8b und 9 der Fall ist. Das erzeugte Signal wird einem Eingang eines Breitband verstärkers 119 zugeführt, dessen Ausgang mit Massepotential über die Primärwicklung eines Transformators 99 verbunden ist, dessen Sekundärwicklung wie oben mit der Twisted-Pair-Leitung 91 verbunden ist. Das Massepotential liegt vorteilhaft zentral zwischen den Speisespannungswerten V+ und V–. Ferner sind die beiden Eingänge des Verstärkers über Widerstände 121 und 123 jeweils mit Masse verbunden. Zur geeigneten Wahl der Grösse dieser Widerstände kann der Verstärker 119 eine solche Nullpunktvorspannung erhalten, dass ein Ruhepegel des ankommenden Lichtsignals einen Nullstrom durch den Transformator 99 ergibt und ein höherer Lichtsignalpegel zu einem positiven Strom durch den Transformator und ein niedriger Lichtsignalpegel zu einem negativen Strom durch den Transformator führt.
In dieser Weise aufgebaute Wandler benötigen zum Betrieb eine Leistung in der Grössenordnung von 150 mW, die viel geringer als die Leistung von 3 W ist, die entsprechende Einheiten zur Signalübertragung nach dem Ethernet-Standard normalerweise benötigen.
Das Anordnen individueller Wandlereinheiten, die auf einer Platte oder einer Karte montiert sind, ergibt Vorteile derart, dass ein einfaches Vermehren der Anschlüsse möglich ist, d. h. es ergibt sich ein guter Überblick, und dass ein Auswechseln und eine Wartung der Wandlereinheiten individuell für jede Teilnehmerleitung möglich ist. Nur Wandlereinheiten für installierte Teilnehmerleitungen müssen vorgesehen sein. Ein einfaches individuelles Heraufsetzen der Übertragungsraten ist durch einfaches Auswechseln der jeweiligen Einheit/Einheiten gleichfalls möglich.

Claims

Netzwerk zum Übertragen von Informationen zwischen Teilnehmern (6) und einer Zentraleinheit (3), mit Übertragungswegen zwischen der Zentraleinheit und jedem Teilnehmer, wobei jeder Übertragungsweg auf seiner der Zentraleinheit zugewandten Seite eine Twisted-Pair-Verbindungsleitung (13) hat, an die ein optischer Faserlichtleiter (19) über einen Medienwandler (10) zum Umsetzen zwischen elektrischen und optischen Signalen angeschlossen ist, wobei jeder Medienwandler (10) in einem Verbindergehäuse (9) angeordnet ist, das an einer Seite einen elektrischen Verbinder (11) zum Anschluß jeweils einer elektrischen Verbindungsleitung (13) und an der gegenüberliegenden Seite Mittel (23) zum Anschluß eines optischen Faserlichtleiters (19) hat, und wobei die Medienwandler (10) so angeordnet sind, dass sie – ein elektrisches Signal direkt in ein optisches Signal umsetzen, wobei das elektrische Signal ein Twisted-Pair-Signal nach Ethernet 10 BaseT oder 100 BaseT-Standard und das optische Signal ein optisches Abbild des elektrischen Signals ist, und – das optische Abbild des elektrischen Twisted-Pair-Signals nach demselben Standard direkt in ein elektrisches Twisted-Pair-Signal umsetzen, das durch einen Empfänger oder Detektor zum Empfang/Detektieren elektrischer Twisted-Pair-Signale nach demselben Standard direkt nutzbar ist.
Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandler (10) in den Verbindergehäusen (9) dazu geeignet sind, beim Umsetzen optischer Signale in Form einer Folge durch unterschiedliche optische Leistungspegel dargestellter digitaler Werte in elektrische Signale in Form einer Folge durch unterschiedliche elektrische Pegel dargestellter digitaler Werte mit mindestens einem Komparator oder Diskriminator (87; 101, 103; 119) die unterschiedlichen optischen Leistungspegel zu erfassen und am Ausgangsanschluss des Komparators oder Diskriminators elektrische Signale mit den optischen Leistungspegeln entsprechenden Pegeln auf eine elektrische Leistung abzugeben.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandler (10) in den Verbindergehäusen (9) geeignet sind, beim Umsetzen elektrischer Signale in Form einer Folge digitaler, durch unterschiedliche elektrische Pegel dargestellter Werte in optische Signale in Form einer Folge digitaler, durch unterschiedliche optische Leistungspegel dargestellter Werte eine Leuchtdiode (65) durch die elektrischen Signale zu modulieren und das abgegebene Licht einem optischen Lichtwellenleiter zuzuführen.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandler (10) in den Verbindergehäusen (9) zum weitgehend direkten Umsetzen zwischen elektrischen Signalen in Form einer Folge digitaler, durch unterschiedliche elektrische Pegel dargestellter Werte und optischen Signalen in Form digitaler, durch unterschiedliche optische Leistungspegel dargestellter Werte aufgebaut sind, so dass ein elektrischer Pegel direkt einem optischen Leistungspegel entspricht.
Netzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandler (10) zum Umsetzen optischer in elektrische Signale einen optoelektrischen Detektor (81) enthält, der mit einem Komparator (87) mit einem direkten Ausgangsanschluss und einem invertierenden Ausgangsanschluss verbunden ist, die mit Teilen eines zweiadrigen Kabels (91) verbunden sind.
Netzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandler (10) zum Umsetzen optischer in elektrische Signale einen optoelektrischen Detektor (81) enthält, der mit zwei Komparatoren (101, 103) verbunden ist, deren erster an seinem positiven Eingangsanschluss ein Signal empfängt und deren zweiter an seinem negativen Eingangsanschluss ein Signal empfängt.
Netzwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komparatoren (101, 103) an ihren zweiten Eingangsanschlüssen mit Referenzspannungen verbunden sind, die mit einem Offset derart versehen sind, dass ein positiver, dem ersten Komparator zugeführter und über einem ersten Referenzpegel liegender Pegel und ein negativer, dem zweiten Komparator zugeführter und unter einem zweiten Referenzpegel liegender Pegel diskriminierbar sind.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komparatoren (101, 103) mit den Teilen eines zweiadrigen Kabels (91) über einen Transformator (99) verbunden sind.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandler (10) zum Umsetzen optischer in elektrische Signale einen elektrooptischen Detektor (81) in Verbindung mit einem Breitbandverstärker (83) enthält, dessen Ausgangsanschluss mit der Primärwicklung eines Transformators (99) verbunden ist, dessen Sekundärwicklung mit einer elektrischen Übertragungsleitung verbunden ist, und dass der Nullpunkt des Verstärkers so eingestellt ist, dass ein Ruhepegel eines ankommenden Lichtsignals einen Nullstrom in der Sekundärwicklung des Transformators, ein höherer Lichtsignalpegel einen positiven Strom in der Sekundärwicklung des Transformators und ein geringerer Lichtsignalpegel einen negativen Strom in der Sekundärwicklung des Transformators zur Folge hat.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandler (10) in den Verbindergehäusen (9) so aufgebaut sind, dass der optische Anteil der Übertragungswege, von der Zentraleinheit (3) her gesehen, als elektrische Signalübertragungsleitung derselben Art wie der elektrische Anteil (13) arbeitet.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindergehäuse (9) eine Breite und/oder Dicke haben, die weitgehend der Breite und/oder der Dicke jeweils des elektrischen Verbinders in den Verbindergehäusen entspricht, so dass die Verbindergehäuse direkt oder über Anschlussadapter mit fest angeordneten Verbindern der Zentraleinheit koppelbar sind, wenn diese fest angeordneten Verbinder in einem relativ kleinen oder minimalen Abstand zueinander angeordnet sind.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindergehäuse (9) elektrische Verbinder des Typs RJ45 enthalten und eine Breite und/oder Höhe haben, die weitgehend der Breite und/oder Höhe jeweils eines solchen Verbinders entspricht.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindergehäuse (9) eine Breite weitgehend entsprechend der Breite der elektrischen Verbinder in den Verbindergehäusen haben, dass ein Verbindungsgestell mit in einer Reihe nebeneinander angeordneten Haltern für Verbindergehäuse vorgesehen ist, und dass die Halter in einem relativ kleinen oder minimalen Abstand zueinander angeordnet sind, der der Breite der elektrischen Verbinder der Verbindergehäuse angepasst ist, um eine enge Anordnung der Verbindergehäuse in dem Verbindungsgestell zu erlauben.
Netzwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter in dem Verbindungsgestell in mindestens zwei parallelen Reihen angeordnet sind, und dass die Verbindergehäuse (9) eine Dicke oder Höhe weitgehend entsprechend der Dicke der elektrischen Verbinder in den Verbindergehäusen haben, so dass die parallelen Reihen in dem Verbindungsgestell mit einem relativ kleinen oder minimalen Abstand zueinander angeordnet sein können.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur optischen Verbindung der Verbindergehäuse (9) einen optischen Verbinder enthalten.
Netzwerk nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Verbindersockel in einem Verbinderrahmen und in starrer Befestigung an einem optischen Verbinder zur Verbindung mit dem optischen Verbinder eines Verbindergehäuses, wobei der Verbindersockel mit elastischen Mitteln versehen ist, die bei Anordnung des Verbindersockels in einem Verbindergehäuse (9) und Herausziehen aus dem Verbindungsgestell zusammen mit dem Verbindergehäuse ermöglichen, dass der Verbindersockel beim Lösen von dem Verbindergehäuse in dem Verbindungsgestell verbleibt und von außen her zugänglich ist, so dass der optische Verbinder in dieser Position, gehalten an dem Verbindersockel, mit einer beliebigen optischen Einheit mit entsprechenden optischen Verbindern verbunden werden kann.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur optischen Verbindung in den Verbindergehäusen (9) einen vorstehenden Faserlichtleiterabschnitt haben, der mit einem längeren Faserlichtleiterabschnitt verschweißt ist.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindergehäuse (9) äußere elektrische Kontaktflächen haben, die mit Kontaktfedern in Haltern oder in einem Verbindungsgestell zusammenwirken, um die Wandler in den Verbindergehäusen elektrisch zu speisen.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (3) und/oder Vorrichtungen an den Teilnehmerstellen elektrische Verbinder enthalten, die mehrere Kontaktstellen haben, wobei erste Kontaktstellen zum Übertragen von Signalen und zweite Kontaktstellen zum Zuführen einer Versorgungsspannung für die Wandler dienen, und dass die elektrischen Verbindungsleitungen in entsprechender Weise erste elektrische Leitungen zum Übertragen der Signale und zweite elektrische Leitungen für die Versorgungsspannung enthalten.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (3) und/oder Vorrichtungen an den Teilnehmerstellen Schaltungen zum elektrisch symmetrischen Übertragen der elektrischen Signale auf den Twisted-Pair-Leitungen und zum Empfangen der elektrischen Signale enthalten, dass die empfangenen Signale einen Spannungspegel im Bereich eines der Potentiale einer Versorgungsspannung für die Schaltungen haben, und dass die gesendeten Signale einen Spannungspegel im Bereich des anderen der Potentiale der Versorgungsspannung haben.
Verbindergehäuse (9) zum Verwenden in dem Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 20, mit einem elektrischen Verbinder an einer Seite und Mittel zum Verbinden mit einem optischen Faserlichtleiter sowie einen Medienwandler (10) zum Umsetzen zwischen elektrischen und optischen Signalen zwischen dem elektrischen Verbinder und den Mitteln zum optischen Verbinden, wobei der Medienwandler (10) in einem Verbindergehäuse (9) angeordnet ist, das einen elektrischen Verbinder (11) an einer Seite zum Verbinden mit jeweils einer elektrischen Verbindungsleitung (13) und Mittel (23) an der anderen Seite zum Verbinden mit einem optischen Faserlichtleiter (19) enthält, und wobei der Medienwandler (10) – ein elektrisches Signal direkt in ein optisches Signal umsetzt, wobei das elektrische Signal ein Twisted-Pair-Signal entsprechend dem Ethernet 10 BaseT oder 100 BaseT-Standard ist und das optische Signal ein optisches Abbild des elektrischen Signals ist, und – das optische Abbild eines elektrischen Twisted-Pair-Signals entsprechend demselben Standard direkt in ein elektrisches Twisted-Pair-Signal umsetzt, das von einem Empfänger oder Detektor, welcher elektrische Twisted-Pair-Signale entsprechend demselben Standard empfangen/detektieren kann, direkt nutzbar ist.
Verbindergehäuse nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum optischen Verbinden einen optischen Verbinder enthalten, und dass das Verbindergehäuse ferner einen Verbindersockel enthält, der einen optischen Verbinder zum Verbinden mit demjenigen des Verbindergehäuses hat, wobei der Verbindersockel mit elastischen Mitteln zum lösbaren Halten an einer Platte versehen ist, so dass er gemeinsam mit dem Verbindergehäuse verlagert und nötigenfalls oder wenn es dienlich ist, von dem Verbindergehäuse gelöst werden kann.
Verbindersockel zum Zusammenwirken mit einem Verbindergehäuse nach einem der Ansprüche 21 bis 22, der an einer Seite einen optischen Verbinder zum Verbinden mit einem optischen Faserlichtleiter hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindersockel einen optischen Verbinder zum Verbinden mit dem optischen Verbinder des Verbindergehäuses hat und mit ersten elastischen Mitteln zum lösbaren Halten an dem Verbindergehäuse versehen ist, so dass er nötigenfalls oder wenn es dienlich ist, von dem Verbindergehäuse gelöst werden kann.
Verbindersockel nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Verbinder in einer Bohrung des Verbindersockels starr befestigt ist.
Verbindersockel nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch zweite elastische Mittel zum lösbaren Halten des Verbindersockels in einer ihm angepassten Öffnung.