DD240475B5

DD240475B5 - Arrangement for the retransmission of signals in optical waveguide transmission systems

Info

Publication number: DD240475B5
Application number: DD27978085A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Glaser
Original assignee: Alcatel Sel Rft Gmbh
Priority date: 1985-08-19
Filing date: 1985-08-19
Publication date: 1996-05-15
Also published as: DD240475A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

field of use

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ruckübertragen von Signalen in Lichtwellenleiter-Nachnchtenubertragungsanlagen, die allein mit der Lichtleistung auskommt, die von einer Sendestelle der Ubertragungsstrecke bereitgestellt wird. Dabei kann ein ruckzuubertragendes Signal zum Beispiel ein digitales Summensignal sein, wie es in Lichtwellenleiter-Teilnehmeranschlußnetzen benotigt wirdThe invention relates to an arrangement for the return transmission of signals in optical fiber Nachnchtenubertragungsanlagen, which only works with the light power, which is provided by a transmitting station of the Ubertragungsstrecke. In this case, a signal to be transferred back can be, for example, a digital sum signal, as is required in optical fiber subscriber line networks

Characteristic of known technical solutions

In einigen Lichtwellenleiter-Nachrichtenubertragungsanlagen ist es erforderlich, in ihrer Art unterschiedliche Signalinformationen in beiden Richtungen zu übertragen Hier wird unterschieden zwischen der Übertragung von Fernsprech- und Datensignalen von der Vermittlungsstelle zum Teilnehmer und umgekehrt, sowie zwischen der Übertragung von Fernseh- und Rundfunkprogrammen von der Vermittlungsstelle zum Teilnehmer und von schmalbandigen Steuersignalen zur Anwahl bestimmter Programme vom Teilnehmer zur VermittlungsstelleIn some fiber-optic communication equipment, it is necessary to transmit in their own way different signal information in both directions. Here, a distinction is made between the transmission of telephone and data signals from the central office to the subscriber and vice versa, as well as between the transmission of television and radio programs from the central office to the subscriber and narrowband control signals for selecting certain programs from the subscriber to the central office

Weiterhin ist es wünschenswert, bestimmten Teilnehmern bei Bedarf eine Videotelefonverbindung zu ermöglichen, bei der in beiden Richtungen breitbandige Signalinformationen übertragen werden. Diese Dienste lassen sich in der Weise verwirklichen, daß in den beiden Endstellen der Ubertragungsstrecke je eine Sendediode und eine Empfangsdiode angeordnet sind Um beim Übertragen von Sprache über Lichtwellenleiter auf eine der beiden Sendedioden verzichten zu können, ist es bekannt, das von einer Sendestelle ausgehende Licht mit den zu übertragenden Sprachsignalen teilweise zu modulieren und an der Empfangsstelle dieses Licht auf eine verspiegelte, im Mikrofon des Empfangers angeordnete Membran zu leiten, die entsprechend ihrer mechanischen Bewegung einen mehr oder weniger großen reflektierenden Anteil des ankommenden Lichtes über den Lichtwellenleiter zur Sendestelle zuruckleitet, wo es elektrisch demoduliert wird, vgl DE-OS 2 832 672.Furthermore, it is desirable to allow certain subscribers, if necessary, a video telephone connection in which broadband signal information is transmitted in both directions. These services can be realized in such a way that in each case a transmitting diode and a receiving diode are arranged in the two terminals of the Ubertragungsstrecke In order to dispense with the transmission of voice over optical fibers on one of the two transmitting diodes, it is known that emanating from a transmitting station light to partially modulate with the speech signals to be transmitted and at the receiving point to direct this light on a mirrored, arranged in the microphone of the receiver membrane, which according to their mechanical movement a more or less large reflecting portion of the incoming light via the optical fiber to the sending site zuruckleitet where it is demodulated electrically, see DE-OS 2,832,672.

Diese gegen mechanische und akustische Umwelteinflusse relativ störanfällige Anordnung ist jedoch nur fur die Nutzung der Sprachsignalubertragung geeignet und erfordert die Herstellung eines speziellen akusto-optischen Sprachwandlers Sie gestattet darüber hinaus nicht ein Übertragen von Daten und Sprachinformationen, wie es internationale Festlegungen vorschreibenHowever, this arrangement, which is relatively susceptible to mechanical and acoustic environmental influences, is suitable only for the use of voice signal transmission and requires the production of a special acousto-optical voice converter. Moreover, it does not permit transmission of data and voice information, as prescribed by international standards

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, mehrere Signalinformationen im Zweirichtungsverkehr effektiv zu übertragen und die Dienste in Lichtwellenleiter-Nachrichtenubertragungsanlagen qualitativ zu verbessernThe aim of the invention is to effectively transmit multiple signal information in bidirectional traffic and to qualitatively improve the services in optical fiber communication transmission equipment

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine modulare Anordnung zum Ruckübertragen von Signalen in Lichtwellenleiter-Nachnchtenubertragungsanlagen zu schaffen, die mit geringem Aufwand und geringen Leistungsverlusten ein störungsfreies Ruckübertragen von mehreren Signalen gestattet Erfindungsgemaß ist die Anordnung so getroffen, daß zwei optisch miteinander gekoppelte Lichtwellenleiterstucke zwischen zwei ihren Koppelgrad steuernde Elektroden, die an eine Modulationszwecken dienende Signalspannung schaltbar sind, angeordnet sind und das eine Ende des ersten Lichtwellenleiterstuckes an eine Lichtquelle und das andere Ende an einen optischen Empfanger schaltbar ist Das der Lichtquelle abgewandte Ende des zweiten Lichtwellenleiterstuckes ist zweckmaßigerweise verspiegelt, wodurch dieThe invention has for its object to provide a modular arrangement for the return transfer of signals in fiber optic Nachnchtenubertragungsanlagen that allows trouble-free transfer of multiple signals with little effort and low power losses Invention arrangement, the arrangement is such that two optically coupled optical waveguide pieces between two their coupling degree controlling electrodes which are switchable to a signal signal serving modulation purposes, are arranged and the one end of the first optical fiber stucco to a light source and the other end to an optical receiver switchable The light source remote from the end of the second optical fiber stucco is expediently mirrored, whereby the

ausgekoppelte Lichtleistung über das gleiche optische Ubertragungsmedium ruckubertragbar ist Bleibt das Ende unverspiegelt, ist es an einen optischen Empfanger direkt anschaltbar Die den optischen Koppelgrad steuernde Signalspannung ist vorzugsweise eine binare SignalspannungIf the end remains unobstructed, it can be directly connected to an optical receiver. The signal voltage controlling the degree of optical coupling is preferably a binary signal voltage

embodiment

Die Erfindung wird anhand eines Ausfuhrungsbeispiels zum Ruckubertragen von Signalen in einem Lichtwellenleiter-Teilnehmeranschlußnetz in Prinzipskizzen und Diagrammen naher erläutert Es zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment for the return transfer of signals in an optical fiber subscriber access network in schematic diagrams and diagrams

Fig 1 eine Anordnung fur den Zweinchtungsverkehr1 shows an arrangement for Zweichtungsverkehr

Fig 2 Signaldiagramme der Lichtleistung und der Signalspannung U in Abhängigkeit von der Zeit t2 shows signal diagrams of the light output and the signal voltage U as a function of the time t

Fig 3 einen elektrooptischen Reflektor 5 und3 shows an electro-optical reflector 5 and

Fig 4 eine Koppeleinrichtung 154 shows a coupling device 15th

Gemäß Fig 1 sind in einer Vermittlungsstelle ein optischer Empfanger 2, ein optischer Abzweig 3 und eine Lichtsendediode 1 angeordnet, deren Lichtleistung über den optischen Abzweig 3 in einen Lichtwellenleiter 4 eingespeist wird, der die Vermittlungsstelle mit dem Teilnehmer verbindet In der Teilnehmerstelle ist der Lichtwellenleiter 4, der einer Lichtquelle gleichzusetzen ist, mit einem der erfindungsgemaßen Anordnung entsprechenden, steuerbaren elektrooptischen Reflektor 5 verbunden, der auf einen optischen Empfanger 6 fuhrt und einen Steueranschluß 7 besitzt, vgl auch Fig 3 An den Steueranschluß 7 wird die Signalspannung U des ruckzuubertragenden Signals angelegt Fuhrt der Steueranschluß 7 keine Signalspannung U, erreicht eine von der Lichtsendediode 1 über den Lichtwellenleiter 4 eintreffende Lichtleistung PI nahezu vollständig den optischen Empfanger 6 Wird die Signalspannung U an den Steueranschluß 7 angelegt, so erreicht nur noch ein um einen entsprechend der Signalspannung U verringerter Lichtleistungsanteil P2 den optischen Empfanger 6 Die Differenz zwischen der eintreffenden Lichtleistung PI und dem Lichtleistungsanteil P2 stellt einen ruckubertragbaren Lichtleistungsanteil P3 dar Zur Ruckubertragung kann der elektrooptisch^ Reflektor 5 oder eine Koppeleinrichtung 15 gemäß Fig 4 verwendet werden Der eine modulare Einheit bildende elektrooptisch^ Reflektor 5 gemäß Fig 3 besteht aus zwei parallel verlaufenden, aus Streifenleitern gebildeten Lichtwellenleiterstucken 10,11, die zwischen zwei Elektroden 8, 9 optisch gekoppelt angeordnet sind Ein Ende des ersten Lichtwellenleiterstuckes 11 ist dabei an den Lichtwellenleiter 4 und das andere Ende an den optischen Empfanger 6 schaltbar Das zweite Lichtwellenleiterstuck 11 ist an dem der Lichtquelle beziehungsweise dem Lichtwellenleiter 4 abgewandten Ende verspiegelt Der optische Koppelgrad zwischen den Lichtwellenleiterstucken 10, 11 wird durch die an den Steueranschluß 7 angelegte Signalspannung U beeinflußt Da das der Lichtquelle beziehungsweise dem Lichtwellenleiter 4 abgewandte Ende des zweiten Lichtwellenleiterstuckes 11 verspiegelt ist, wird der in dieses Lichtwellenleiterstuck 11 eingekoppelte Lichtleistungsanteil P3 total reflektiert und wieder in das Lichtwellenleiterstuck 11 eingekoppelt und damit in den Lichtwellenleiter 4 übertragen Das heißt, daß der ausgekoppelte Lichtleistungsanteil P3 über das gleiche Ubertragungsmedium ruckubertragen wird Dies erfordert in der Vermittlungsstelle den optischen Abzweig 3, der die gesendete Lichtleistung von dem zu empfangenden Lichtleistungsanteil P3 trennt Eine zweite Ausfuhrungsvariante des Reflektors zeigt Fig 4 Sie besteht aus zwei sich kreuzenden Lichtwellenleiterstucken 12, 13, an deren Kreuzungspunkt Elektroden 16, 17 angeordnet sind, mit einem Steueranschluß 14 Ein Ende des ersten Lichtwellenleiterstuckes 12 ist an den Lichtwellenleiter 4 und das andere Ende an den optischen Empfanger 6 schaltbar Das zweite Lichtwellenleiterstuck 13 ist ebenfalls verspiegeltAccording to FIG. 1, an optical receiver 2, an optical branch 3 and a light-emitting diode 1 are arranged in an exchange, the light output of which is fed via the optical branch 3 into an optical waveguide 4 which connects the exchange to the subscriber. In the subscriber station, the optical waveguide 4 is the fourth , which is equivalent to a light source, connected to one of the inventive arrangement, controllable electro-optical reflector 5, which leads to an optical receiver 6 and has a control terminal 7, see also Fig 3 At the control terminal 7, the signal voltage U of the signal to be jerked is applied Fuhrt the control terminal 7 no signal voltage U, reaches one of the light emitting diode 1 via the optical waveguide 4 incoming optical power PI almost completely the optical receiver 6 If the signal voltage U applied to the control terminal 7, so only reaches one in accordance with the Signalsp The difference between the incident light power PI and the light power component P2 represents a re-transmissible light power component P3. For the return transmission, the electro-optical reflector 5 or a coupling device 15 according to FIG. 4 can be used. The electro-optical module forming a modular unit Reflector 5 according to Figure 3 consists of two parallel, formed of strip conductors Lichtwellenleiterstucken 10,11, which are optically coupled between two electrodes 8, 9 An end of the first optical fiber stucco 11 is in this case to the optical waveguide 4 and the other end to the optical receiver 6 switchable The second optical fiber stucco 11 is mirrored at the end remote from the light source or the optical waveguide 4. The optical coupling ratio between the optical waveguide stucco 10, 11 is determined by the voltage applied to the control terminal 7 signal voltage U Since the end of the second optical waveguide piece 11 remote from the light source or the optical waveguide 4 is mirrored, the light power fraction P3 coupled into this optical waveguide stub 11 is totally reflected and coupled back into the optical waveguide stucco 11 and thus transmitted to the optical waveguide 4. That is to say that the decoupled light power component This requires in the exchange the optical branch 3, which separates the transmitted light power from the light power component P3 to be received. A second embodiment variant of the reflector is shown in FIG. 4. It consists of two intersecting optical waveguide sections 12, 13, at their intersection point Electrodes 16, 17 are arranged, with a control terminal 14 One end of the first optical fiber stucco 12 is connected to the optical waveguide 4 and the other end to the optical receiver 6 switchable The second light wave Enleiterstuck 13 is also mirrored

Der optische Abzweig 3 kann entfallen, wenn das Ende des zweiten Lichtwellenleiterstuckes 11 oder 13 nicht verspiegelt und über einen nicht dargestellten separaten Lichtwellenleiter direkt mit dem optischen Empfanger 2 der Vermittlungsstelle verbunden ist Zur Übertragung eines breitbandigen Signals von der Vermittlungsstelle zum Teilnehmer wird das Licht der Lichtsendediode 1 mit diesem Breitbandsignal moduliert, das ein PCM Signal hoher Bitrate oder ein frequenz- oder phasenmodulierter hochfrequenter Trager sein kannThe optical branch 3 can be omitted if the end of the second optical fiber stucco 11 or 13 is not mirrored and connected via a separate optical fiber, not shown directly to the optical receiver 2 of the exchange For transmitting a broadband signal from the exchange to the subscriber, the light of the light emitting diode 1 modulated with this wideband signal, which may be a high bit rate PCM signal or a frequency or phase modulated high frequency carrier

Die Signalspannung U des elektrooptischen Reflektors 5 beziehungsweise der Koppeleinrichtung 15 ist eine schmalbandige binare Signalspannung, die Fernsprech- und Datensignale sowie die zur Programmwahl erforderlichen Signale enthalt und vom Teilnehmer zur Vermittlungsstelle übertragen wird Durch die an den Steueranschluß 7 angeschaltete Signalspannung U wird auch die von der Vermittlungsstelle ausgesandte Lichtleistung, wenn sie den teilnehmerseitigen optischen Empfanger 6 erreicht, intensitatsmoduliertThe signal voltage U of the electro-optical reflector 5 and the coupling device 15 is a narrow-band binary signal voltage containing the telephone and data signals and the program selection required signals and is transmitted from the subscriber to the exchange through the switched to the control terminal 7 signal voltage U is also from the Exchange office emitted light power when it reaches the subscriber-side optical receiver 6, intensity modulated

In einem nicht dargestellten nachfolgenden Verstarker wird diese Modulation durch eine Begrenzung und/oder durch bekannte Kompensationsverfahren entfernt Das modulierte Schmalbandsignal bewirkt damit in dem vom Teilnehmer empfangenen Breitbandsignal lediglich eine kleine Verringerung des mittleren Pegels des ankommenden Breitbandsignals und damit eine geringe und zulassige Verringerung des erreichten Signal-Gerauschabstandes An der Vermittlungsstelle trifft bei nicht aktivem schmalbandigen Ruckkanal keine Lichtleistung ein und bei aktivem Ruckkanal dagegen das einem Teil des Breitbandsignals aufmodulierte Schmalbandsignal Da die Bitfolgefrequenz des Schmalbandsignals und daher auch seine Spektralbreite wesentlich geringer ist, als das durch das Breitbandsignal belegte Spektrum, laßt sich das Schmalbandsignal durch Anwenden frequenzselektiver Mittel vom Breitbandsignal trennen und ausreichend genau wiedergewinnen Dabei wird auch der über den optischen Abzweig 3 infolge zu geringer Ubersprechdampfung unmittelbar von der Lichtsendediode 1 in den optischen Empfanger 2 der Vermittlungsstelle gelangende Lichtleistungsanteil unterdrucktIn a subsequent amplifier, not shown, this modulation is removed by a limitation and / or known compensation method The modulated narrowband signal thus causes in the broadband signal received by the subscriber only a small reduction of the average level of the incoming broadband signal and thus a small and permissible reduction of the signal achieved At the exchange, no light power arrives at the narrowband jerk channel which is not active, and the narrow band signal modulated at one part of the wideband signal at the exchange. Since the bit rate of the narrowband signal and therefore also its spectral width is substantially lower than the spectrum occupied by the wideband signal, it can be left Disconnect the narrowband signal by applying frequency-selective means of broadband signal and recover sufficiently accurate This is also the case of the optical branch 3 due to low Ube rsprechdampfung directly from the light emitting diode 1 in the optical receiver 2 of the exchange reaching light power fraction suppressed

Wird vom Teilnehmer zeitweise keine Übertragung von Fernseh oder Rundfunksignalen gefordert, so daß sich das Aussenden des Breitbandsignals erübrigt, und trifft in der Vermittlungsstelle ein zum Teilnehmer zu übertragendes Fernsprechsignal ein, wird an der Vermittlungsstelle ein Ersatzsignal generiert, in das die zum Teilnehmer laufenden schmalbandigen Fernsprech- und Datensignale eingefugt werden, welches auf die gleiche Weise wie beschrieben im elektrooptischen Reflektor 5 des Teilnehmers durch dessen rucklaufendes Schmalbandsignal beeinflußt werden kann Um im FallIf the subscriber temporarily no transmission of television or radio signals required, so that the transmission of the broadband signal is unnecessary, and arrives in the exchange to the subscriber to be transmitted telephone signal, a replacement signal is generated at the exchange, in which the subscriber running narrowband telephone - And data signals are inserted, which can be influenced in the same manner as described in the electro-optical reflector 5 of the subscriber by its jerking narrow-band signal Um In the case

der fehlenden Breitbandubertragung auch dem Teilnehmer jederzeit die Möglichkeit zum Aufbau eines Gespräches zu geben, ist es zweckmäßig, in diesem Fall von der Vermittlungsstelle standig oder in periodischen Abstanden ein breitbandiges Signal oder ein Gleichlichtsignal zum Teilnehmer zu schicken, das dieser mit seinem Rufsignal durch Einschalten des elektrooptischen Reflektors 5 modulieren kann Die Vermittlungsstelle erkennt dann aus den ankommenden Signalen den Wunsch des Teilnehmers nach einem Gesprachsaufbau und kann dann durch Aussenden eines geeigneten Signals, wie eben fur den Fall des von der Vermittlungsstelle ausgehenden Gesprachswunsches beschrieben, eine vollständige Verbindung aufbauen Daraus ist ersichtlich, daß sich die Anordnung fur den Zweirichtungsverkehr in Lichtwellenleiter-Nachnchtenubertragungsanlagen eignet, bei dem sich die in beiden Richtungen zu übertragenden Signale mindestens in einem Kriterium voneinander unterscheiden, beispielsweise in der Bandbreitethe lack of broadband transmission also give the participants the opportunity to set up a conversation at any time, it is expedient to send in this case from the exchange constantly or at periodic intervals a broadband signal or a steady signal to the subscriber, this with his call signal by turning on the The exchange then recognizes from the incoming signals the desire of the subscriber for a Gesachschsaufbau and can then by sending a suitable signal, as just described in the case of outgoing call from the exchange, establish a complete connection It can be seen that the arrangement is suitable for bidirectional traffic in optical fiber Nachnchtenubertragungsanlagen in which the signals to be transmitted in both directions differ from one another in at least one criterion, for example in the belt pulp th

Claims

1. Arrangement for Ruckubertragene signals in optical fiber communication transmission systems, which only works with the light power, which is provided by a transmitting station of Ubertragungsstrecke, characterized in that two optically coupled optical waveguide pieces (10, 11 or 12, 13) between two their degree of coupling controlling electrodes (8; 9 or 16; 17) which are switchable to a signal voltage (U) serving for modulation purposes, and the one end of the first optical fiber piece (10 or 12) to a light source and the other end to an optical receiver (8). 6) is switchable.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the light source remote from the end of the second optical fiber stucco (11; 13) is mirrored.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the light source remote from the end of the second optical waveguide section (11, 13) directly to an optical receiver (6) is connectable.