DE69122425T2 - Modul für elektro-optische Signalumwandlung - Google Patents

Modul für elektro-optische Signalumwandlung

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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine elektrooptische Signalumwandlung mit einem Gehäuse, das mit elektro-optischen Signalumwandlungselementen und an diesegekoppelten elektrischen und optischen Kontaktelementen versehen ist.
  • Die Übertragung von Signalen durch optische Elemente, z. B. über ein Glasfaserkabel, wird in der Praxis zunehmend angewendet. Zusätzlich zu dem im allgemeinen größeren Übertragungsvermögen optischer Verbindungsglieder, im Vergleich zu elektrischen oder elektromagnetischen Verbindungsgliedern, sind die ersteren darüber hinaus unempfindlich gegenüber elektromagnetischen pHänomenen, wie beispielsweise Blitzschlägen oder elektromagnetischen Impulsen, ist es schwierig, Signale "abzuhören" und besteht keine Gefahr elektromagnetischer Strahlung als Folge der Antennenfunktion des Kabels.
  • Wenn die Signalverarbeitung elektronisch erfolgt, muß eine elektro-optische Signalumwandlung durchgeführt werden. In der Praxis können im Prinzip für diesen Zweck zwei unterschiedliche Systeme hervorgehoben werden.
  • Im einen Fall, wie durch US-A-4 678 264 und US-A-4 762 388 beschrieben, sind ein oder mehrere elektro-optische Wandler permanent auf der gedruckten Leiterpiatte, welche die Bauteile für die elektronische Signalverarbeitung trägt, installiert. In diesem Fall kann das optische Kabel mit den Wandlern permanent verbunden oder über einen optischen Steckverbinder verbunden sein. Im anderen Fall, wie durch US-A-4 756 593, US-A-4 720 630 Mnd DE-A-3 524 430 beschrieben, ist ein Ende des optischen Kabels permanent mit einem oder mehreren elektro-optischen Wandlern verbunden, welche wiederum permanent oder über einen elektrischen Steckverbinder mit der elektronischen Verarbeitungseinrichtung verbunden sind.
  • Diese in der Praxis benutzten Verfahren haben beide den Nachteil, daß es notwendig ist, im voraus, das heißt, vor dem Zusammenbau der elektronischen Signalverarbeitungseinrichtung, zu wissen, ob ein optisches Verbindungsglied verwendet wird und wo die elektro-optischen Wandler angeordnet sind, das heißt, auf der gedruckten Leiterplatte oder im optischen Kabel. Bei dieser Verbindungsweise ist die Gefahr einer Beschädigung in dem Fall größer, in welchem elektrooptische Wandler permanent an einem Kabelende angebracht sind, als in dem Fall, in welchem Wandler auf der gedruckten Leiterplatte für die elektronischen Signalverarbeitungsbauteile installiert sind. Während der Installation, des Austausches oder der Reparatur des optischen Kabels kann eine Beschädigung der Verdrahtung für die elektrooptischen Wandler bewirkt werden, unter anderem durch eine unzureichend sorgfältige bzw. grobe Verwendungsweise, durch Schläge, Stöße und dgl. Zudem sind die beiden Systeme nicht gegenseitig austauschbar, daß heißt, ein mit einem optischen Verbinder versehenes optisches Kabel kann nicht mit einer mit einem elektrischen Verbinder versehenen, gedruckten Leiterplatte verwendet werden.
  • Es wird bemerkt, daß "NEC Fibre Optics Catalogue", 4. Ausgabe (1986), Seiten 322-326, eine Lichtquelle zeigt, welche ein mit elektro-optischen Signalumwandlungsmitteln versehenes Gehäuse umfaßt, wobei dieses Gehäuse aufweist elektrische Kontaktelemente, die mit einem elektrischen Steckverbinder zu verbinden sind, und optische Kontaktelemente, die mit einem optischen Steckverbinder zu verbinden sind, welcher wiederum mit einem Faserkabel verbunden ist, welches von der Lichtquelle empfangene Lichtsignale übertragen kann. Die elektrischen Kontaktelemente sind so ausgebildet, daß sie ein elektrisch moduliertes Eingangssignal empfangen können.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Um eine freie Wahl zwischen einer elektrischen oder einer optischen Signalübertragung zu schaffen, liefert die Erfindung einen elektro-optischen Zwischenstecker mit einem Gehäuse, das mit elektrischen und optischen Kontaktelementen und zwischen diesen gekoppelten elektro-optischen Signalumwandlungselementen versehen ist, wobei die elektrischen und optischen Kontaktelemente in einer oder mehreren der Seiten des Gehäuses angeordnet sind und als Stecker- und/oder Buchsen-Kontaktelemente zur Verbindungsherstellung mit passenden Buchsen- und/oder Stecker-Kontaktelementen eines elektrischen bzw. optischen Steckverbinders ausgebildet sind, wobei das Gehäuse mit verriegelungselementen zum lösbaren Verriegeln der mit dem Zwischenstecker zu koppelnden Steckverbinder versehen ist und die elektro-optischen Signalumwandlungselemente so ausgebildet sind, daß sie elektrische Signale an den elektrischen Kontaktelementen in optische Signale an den optischen Kontaktelementen umwandeln und/oder umgekehrt. Verriegelungselemente für den gegenseitigen Anschluß von Steckverbindern sind in der Praxis an sich allgemein bekannt.
  • verglichen mit den in der Praxis bekannten Systemen unterscheidet sich die Vorrichtung gemäß der Erfindung darin, daß sie als Zwischenstecker wirkt.
  • Die Erfindung basiert auf der Idee, einen elektro-optischen Zwischenstecker zu schaffen, mit welchem elektronische Verarbeitungseinrichtungen über ein optisches Verbindungsglied untereinander Signale austauschen können. Die elektronischen Verarbeitungseinrichtungen können nun auch ohne die vorherige Kenntnis der Art und Weise einer Signalübertragung so zusammengebaut werden, wie es zur Herstellung eines Kontakts über einen elektrischen Steckverbinder üblich ist. Ohne Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung können Signale elektrisch übertragen werden, wohingegen eine optische Signalübertragung möglich ist unter Verwendung des Zwischensteckers. Umgekehrt kann ein ursprüngliches optisches Verbindungsglied einfach durch ein elektrisches Verbindungsglied ersetzt werden, z. B. im Falle einer Fehlfunktion oder für Testzwecke.
  • Wenn ein getrennter Zwischenstecker verwendet wird, ist die Gefahr einer Beschädigung aufgrund mechanischer Einwirkungen überdies geringer als im Fall eines mit einem optischen Kabel permanent verbundenen Adapters. Im Falle einer Beschädigung oder Fehlfunktion im Zwischenstecker gemäß der Erfindung, kann dieser ohne weitere Installationsvorgänge, wie beispielsweise ein Anbringen desselben an einem optischen Kabel oder auf einer gedruckten Leiterplatte, einfach ersetzt werden.
  • In der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind die elektrischen und optischen Kontaktelemente an entgegengesetzten Seiten des Gehäuses angeordnet.
  • Abhängig von der Richtung, in welcher die Signale ausgetauscht werden sollen, können die elektro-optischen Signalumwandlungsrnittel in der Vorrichtung gemäß der Erfindung nur für die Umwandlung elektrischer Signale in optische, nur für die Umwandlung optischer Signale in elektrische oder, wenn eine Signalübertragung über das optische Kabel in zwei Richtungen erforderlich ist, für beide ausgebildet sein. Bedarfsweise können getrennte Umwandlungselemente nur zum Umwandeln elektrische Signale in optische und getrennte Umwandlungselemente nur zum Umwandeln optischer Signale in elektrische in einem Gehäuse aufgenommen sein, z. B. zum Anschließen eines optischen Steckers, mit welchem eine Mehrzahl optischer Fasern verbunden sind.
  • Die Erfindung ist unten mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform eines Zwischensteckers gemäß der Erfindung erläutert.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Figur 1 zeigt schematisch und in Perspektive eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die auf beiden Seiten durch einen elektrischen bzw. optischen Steckverbinder flankiert ist, und
  • Figur 2 zeigt schematisch in vergrößertem Maßstab eine teilweise weggeschnittene Draufsicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in Figur 1 dargestellt ist.
    • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsform
  • Die in Figur 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform des Zwischensteckers für eine elektro-optische Signalumwandlung gemäß der Erfindung, unten kurz als Adapter bezeichnet, umfaßt ein Gehäuse 1, das z. B. aus Kunststoff hergestellt ist. An einer Seite 2 desselben sind elektrische Kontaktelemente (nicht dargestellt) angeordnet und an der entgegengesetzten Seite 3 gibt es zwei optische Kontaktelemente 4, um mit einem optischen Stecker 5, an welchem ein optisches Kabel 6 angeschlossen ist, z. B. ein optisches Kabel mit zwei Glasfasern, einen lösbaren Kontakt herzustellen.
  • Die elektrischen Kontaktelemente an der Seite 2 sind so ausgebildet, daß sie einen Kontakt mit einem elektrischen Steckverbinder 7 herstellen, welcher auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet sein kann, auf welcher die Bauelemente für die elektronische Signalverarbeitung angeordnet sind. Natürlich kann dies auch ein elektrischer Steckverbinder sein, der in einem Rahmen oder Chassis angebracht ist.
  • An der Seite 3 ist das Gehäuse 1 mit einer Öffnung 8 versehen, die als Führung dient, um eine die optischen Kontaktelemente 10 des optischen Steckers 5 umgebende Umhüllung 9 aufzunehmen. Bedarfsweise können die optischen Kontaktelemente 4 des Adapters mit Linsen (nicht dargestellt) zum Fokussieren und Lenken der Lichtstrahlen vom optischen Stekker 5 versehen sein. Um den optischen Stecker 5 mit dem Gehäuse 1 zu verriegeln, ist ersterer auf beiden Seiten mit nach außen federbelasteten Verriegelungshaken 11 versehen, von denen jeder eine schlitzartige Öffnung 12 aufweist. An der Seite 3 hat das Gehäuse 1 Aufnahmeöffnungen 13 zum Aufnehmen der Verriegelungshaken 11. In den Aufnahmeöffnungen 13 ist ein Vorsprung 14 angeordnet, welcher im zusammengebauten Zustand des Adapters und des optischen Steckers 5 in die Öffnung 12 einer Verriegelungshakens 11 eingreift. Die Verriegelung kann durch manuelle Bewegung der beiden Verriegelungshaken 11 in Richtung des Gehäuses des optischen Steckers 5 entkoppelt werden.
  • Der optische Verbindungsstecker 5 und die aufnahmefähige Gehäuseschnittstelle 4, 8, 13, 14 und die Verriegelungshaken 11 dieser Art sind in dem auf den Anmelder übertragenen US-Patent 4 762 388 offenbart.
  • Um den Adapter mit dem elektrischen Steckverbinder 7 zu verriegeln, ist das Gehäuse 1 an einer flachen Seite mit einem hebelartigen Verriegelungselement 15 mit Vorsprüngen 16 versehen, welche am Ende angeordnet sind und welche im zusammengesetzten Zustand in entsprechend zugeordnete Öffnungen 17 im Gehäuse des elektrischen Steckverbinders 7 eingreifen. Die Verriegelung kann durch Bewegen des Vernegelungselementes 15 am Ende 18 in Richtung des Gehäuses 1 aufgehoben werden. Ein Verriegelungselement dieser Art ist in der europäischen Patentanmeldung 401 937 im Namen des Anmelders beschrieben.
  • Figur 2 zeigt den Adapter gemäß Figur 1 in vergrößertem Maßstab, in welchem das Gehäuse 1 an der von dem Verriegelungselement 15 entfernt gelegenen flachen Seite teilweise weggeschnitten wurde. Die elektrischen Kontaktelemente 19 an der Seite 2 sind als Kontaktbuchsen ausgebildet, um mit den Kontaktstiften 20 des Steckverbinders 7 einen Kontakt herzustellen. Ferner sind die auf einer gedruckten Leiterplatte 21 angebrachten elektrischen Bauelemente für die Signalumwandlung teilweise sichtbar.
  • Die Bauelemente können ein oder mehrere photoelektrische Wandler, wie beispielsweise eine Photozelle und dgl. und/oder ein oder mehrere lichtemittierende Elemente, wie beispielsweise eine LED ("lichtemittierende Diode") umfassen. Dies ist jedoch nicht von Bedeutung für das Verständnis der vorliegenden Erfindung. Jede Art von Wandler zum Umwandeln elektrischer Signale in optische oder optischer Signale in elektrische kann in dem Adapter verwendet werden. Um die Abmessungen des Adapters so weit wie möglich zu begrenzen, wird vorgezogen, integrierte Halbleiterschaltungsbauelemente, wie z. B. die integrierte Schaltung IC 22, zu verwenden. Die Leistungsversorgung dieser Schaltungsbauelemente wird über ein oder mehrere der Kontaktelemente 19 erhalten, z. B. mit der Einfügung eines Widerstands 23.
  • Es wird deutlich, daß der Adapter gemäß der Erfindung an einer Mehrzahl von Seiten des Gehäuses 1 mit elektrischen und/oder optischen Kontaktelementen zur Herstellung eines Kontakts mit einer Mehrzahl von elektrischen und/oder optischen Steckverbindern vorgesehen sein kann.
  • Die optischen Kontaktelemente 4 können natürlich auch als Steckkontakt ähnlich dem optischen Stecker 5 konstruiert sein, während die Kontaktelemente 19 als Kontaktstifte, Kontaktf inger und dgl.&sub1; bedarfsweise in einer Mehrzahl von gegenseitig versetzten Reihen angeordnet, konstruiert sein können. Die Verriegelung der Steckverbinder am Gehäuse 1 kann auch in jeder anderen aus der Praxis per se bekannten Art und Weise erreicht werden.
  • Durch die geeignete Konstruktion des Gehäuses 1 und der geeigneten Anordnung der elektrischen und optischen Kontaktelemente kann der Adapter gemäß der Erfindung für jede Art eines elektrischen und optischen Steckverbinders geeignet angepaßt werden.

Claims (7)

1. Elektro-optischer Zwischenstecker mit einem Gehäuse (1), das mit elektrischen (19) und optischen (4) Kontaktelementen und zwischen diesen gekoppelten elektro-optischen Signalumwandlungselementen (21, 22) versehen ist, wobei die elektrischen (19) und optischen (4) Kontaktelemente in einer oder mehreren der Seiten des Gehäuses (1) angeordnet sind und als Stecker- und/oder Buchsen-Kontaktelemente zur Verbindungsherstellung mit passenden Buchsen- und/oder Stecker-Kontaktelementen eines elektrischen (7) bzw. optischen (5) Steckverbinders ausgebildet sind, wobei das Gehäuse (1) mit Verriegelungselementen (13, 14; 15, 16) zum losbaren Verriegeln der mit dem Zwischenstecker zu koppelnden Steckverbinder (5; 7) versehen ist und die elektrooptischen Signalumwandlungselemente (21, 22) so ausgebildet sind, daß sie elektrische Signale an den elektrischen Kontaktelementen (19) in optische Signale an den optischen Kontaktelementen (4) umwandeln und/oder umgekehrt.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, in welcher die elektrischen Kontaktelemente (19) an verschiedenen Seiten des Gehäuses (1) angeordnet sind.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, in welcher die optischen Kontaktelemente (4) an verschiedenen Seiten des Gehäuses (1) angeordnet sind.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, in welcher die elektrischen (19) und optischen Kontaktelemente (4) an entgegengesetzten Seiten (2, 3) des Gehäuses (1) angeordnet sind.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 11 2, 3 oder 4, in welcher die Signalumwandlungselemente (21, 22) zum Umwandeln elektrischer Signale in optische ausgebildet sind.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 4, in welcher die Signalumwandlungselemente (21, 22) zum Umwandeln optischer Signale in elektrische ausgebildet sind.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 41 in welcher die Signalumwandlungselemente (21, 22) zum Umwandeln elektrischer Signale in optische und optischer Signale in elektrische ausgebildet sind.
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