DE10139673A1 - Optical signal transmission medium has foil-like signal transmission layer, foil-like boundary layer(s) bounding on signal transmission layer with lower refractive index - Google Patents
Optical signal transmission medium has foil-like signal transmission layer, foil-like boundary layer(s) bounding on signal transmission layer with lower refractive indexInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Medium zur optischen Signalübertragung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und 8 sowie einen optischer Koppler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10. The invention relates to a medium for optical signal transmission according to the The preamble of claim 1 and 8 and an optical coupler according to the preamble of claim 10.
In der optischen Signalübertragungstechnik bzw. optischen Kommunikationstechnik werden Verbindungen zwischen Kommunikationseinrichtungen, die Daten untereinander austauschen, mit Hilfe von optischen Kabeln, sogenannten Lichtwellenleiterkabeln, hergestellt. In diesem Fall dient demnach das optischen Kabel als Medium zur optischen Signalübertragung. In optical signal transmission technology or optical Communication technology are connections between communication devices that Exchange data with each other with the help of optical cables, so-called Optical fiber cables, manufactured. In this case, the optical serves Cable as a medium for optical signal transmission.
Sollen in einem Gebäude, z. B. in einem Büro, Kommunikationseinrichtungen mit Lichtwellenleiterkabeln verbunden werden, so ist insbesondere dann, wenn die Wandanschlüsse eines unter Putz geführten Lichtwellenleiterkabels in der Nähe der Kommunikationseinrichtungen liegen sollen, eine genaue Planung erforderlich. Ein nachträgliches Verschieben der Kommunikationseinrichtungen muss dann mit langen Verbindungskabeln zwischen dem Wandanschluss des Lichtwellenleiterkabels und der Kommunikationseinrichtung oder durch nachträgliche Verlegearbeiten unter Putz realisiert werden. Auch das Vorsehen möglichst vieler Wandanschlüsse oder das Verlegen der Lichtwellenleiterkabel mit Überlänge in Leerrohren bzw. unterhalb des Fußbodens in entsprechend vorgesehenen Hohlräumen vermag hier nur bedingt Abhilfe zu schaffen. Die Flexibilität bisheriger optischer Kabelnetze ist demnach beschränkt. Should be in a building, e.g. B. in an office, communication facilities be connected with fiber optic cables, especially if the wall connections of a flush-mounted fiber optic cable in the Close planning of the communication facilities, precise planning required. A subsequent move of the communication facilities must then with long connecting cables between the wall connection of the Optical fiber cable and the communication device or through subsequent laying work can be carried out under plaster. Providing too as many wall connections as possible or laying the fiber optic cables with excess length in empty pipes or below the floor accordingly provided cavities can only remedy this to a limited extent. The The flexibility of previous optical cable networks is therefore limited.
Weiterhin müssen bei der Verwendung eines optischen Kabels als Medium zur optischen Signalübertragung in Folge der geringen Abmessungen der optischen Fasern im Bereich der Wandanschlüsse geeignete optische Buchsen installiert werden, die einen korrespondierenden Stecker auf wenige Mikrometer genau führen. Nur so kann eine dämpfungsarme Steckverbindung zwischen dem optischen Kabel und der anzuschließenden Kommunikationseinrichtung gewährleistet werden. Wegen dieser hohen Genauigkeitsanforderungen müssen sowohl die Stecker als auch die Buchsen mit großem Aufwand und unter Zuhilfenahme spezieller Werkzeuge montiert werden. Furthermore, when using an optical cable as a medium for optical signal transmission due to the small dimensions of the optical Suitable optical sockets are installed in the fibers in the area of the wall connections that have a corresponding connector to within a few micrometers to lead. This is the only way to create a low-loss connector between the optical cable and the communication device to be connected be guaranteed. Because of these high accuracy requirements both the plugs and the sockets have to be made with great effort and with the help of special tools.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Medium zur optischen Signalübertragung sowie einen entsprechenden optischer Koppler zu schaffen. Proceeding from this, the present invention is based on the problem a new medium for optical signal transmission and one to create appropriate optical coupler.
Dieses Problem wird durch ein Medium zur optischen Signalübertragung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 8 und durch einen optischen Koppler mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. This problem is addressed by a medium for optical signal transmission and with the features of claims 1 and 8 and by an optical coupler solved the features of claim 10.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. An Hand der Zeichnung wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Preferred developments of the invention result from the Subclaims and the following description. Based on Drawing is a preferred embodiment of the invention closer explained. The drawing shows:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Medium zur optischen Signalübertragung im Querschnitt, Fig. 1 shows an inventive medium for optical signal transmission in cross-section,
Fig. 2 das Medium zur optischen Signalübertragung der Fig. 1 zusammen mit einem erfindungsgemäßen optischen Koppler ebenfalls im Querschnitt. Fig. 2, the medium for optical signal transmission of Fig. 1 together with an optical coupler according to the invention also in cross section.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mediums 10 zur optischen Signalübertragung. Das Medium 10 verfügt über eine einen folienförmigen sowie mehrschichtigen Aufbau. Fig. 1 shows an embodiment of a medium 10 of the invention for optical signal transmission. The medium 10 has a film-like and multilayer structure.
Gemäß Fig. 1 umfasst das erfindungsgemäßen Medium 10 zur optischen Signalübertragung eine folienförmige Signalübertragungsschicht 11. Die Signalübertragungsschicht 11 besteht aus transparentem Material und verfügt über einen Brechungsindex n1. Um Übertragungsverluste gering zu halten, ist die Signalübertragungsschicht 11 aus einem Material mit geringer Lichtdämpfung hergestellt. Referring to FIG. 1, the medium 10 according to the invention comprises for optical signal transmission, a sheet-shaped signal transmission layer 11. The signal transmission layer 11 consists of transparent material and has a refractive index n1. In order to keep transmission losses low, the signal transmission layer 11 is made of a material with low light attenuation.
Zu beiden Seiten der Signalübertragungsschicht 11 ist jeweils eine angrenzende, folienförmige Grenzschicht 12 bzw. 13 angeordnet. Die auf der Oberseite der Signalübertragungsschicht 11 angeordnete Grenzschicht 12 schützt die Signalübertragungsschicht 11 vor Verschmutzungen sowie Beschädigungen. Sie ist aus transparentem Material hergestellt, wobei der Brechungsindex n2 des Materials der Grenzschicht 12 kleiner ist als der Brechungsindex n1 der Signalübertragungsschicht 11. Die auf der Unterseite der Signalübertragungsschicht 11 angeordnete Grenzschicht 13 ist ebenfalls aus einem Material hergestellt, dessen Brechungsindex n3 kleiner ist als der Brechungsindex n1 der Signalübertragungsschicht 11. Dadurch, dass die Brechungsindizes n2 und n3 der Grenzschichten 12 und 13 kleiner sind als der Brechungsindex n1 der Signalübertragungsschicht 11, wird sichergestellt, dass das in der Signalübertragungsschicht 11 geführte Licht an den Grenzschichten 12 und 13 in Richtung auf die Signalübertragungsschicht 11 reflektiert wird. Hierdurch wird das Licht in der Signalübertragungsschicht 11 geführt. An adjacent film-shaped boundary layer 12 or 13 is arranged on each side of the signal transmission layer 11 . Which is arranged on the upper surface of the signal transmission layer 11 barrier layer 12 protects the signal transmission layer 11 from dirt and damage. It is made of transparent material, the refractive index n2 of the material of the boundary layer 12 being smaller than the refractive index n1 of the signal transmission layer 11 . The boundary layer 13 arranged on the underside of the signal transmission layer 11 is likewise made of a material whose refractive index n3 is smaller than the refractive index n1 of the signal transmission layer 11 . Because the refractive indices n2 and n3 of the boundary layers 12 and 13 are smaller than the refractive index n1 of the signal transmission layer 11 is to ensure that the run in the signal transmission layer 11 is reflected at the boundary layers 12 and 13 in the direction of the signal transmission layer. 11 As a result, the light is guided in the signal transmission layer 11 .
Die Signalübertragungsschicht 11 sowie die Grenzschichten 12, 13 sind auf einer folienförmige Trägerschicht 14 angeordnet. Über die Trägerschicht 14 ist das erfindungsgemäße Medium 10 zur optischen Signalübertragung z. B. auf einer Wand 15 anbringbar. Die Trägerschicht 14 ist aus elastischem Material hergestellt und kann Unebenheiten der Wand 15 oder einer sonstigen Fläche, auf der das erfindungsgemäße Medium 10 befestigt werden soll, ausgleichen. Sie verhindert damit die unerwünschte Auskopplung von Licht aus der Folie durch Eindrücken von Unebenheiten in die Signalübertragungsschicht 11. The signal transmission layer 11 and the boundary layers 12 , 13 are arranged on a film-shaped carrier layer 14 . About the carrier layer 14 , the medium 10 according to the invention for optical signal transmission z. B. attachable to a wall 15 . The carrier layer 14 is made of elastic material and can compensate for unevenness in the wall 15 or another surface on which the medium 10 according to the invention is to be fastened. It thus prevents the unwanted coupling out of light from the film by pressing unevenness into the signal transmission layer 11 .
Gemäß Fig. 1 ist zwischen der Trägerschicht 14 und der unteren Grenzschicht 13 eine folienförmige Reflexionsschicht 16 angeordnet. Die Reflexionsschicht 16 ist als metallischer Spiegel ausgebildet. Auf die Funktion der Reflexionsschicht 16 wird später im Detail eingegangen. According to Fig. 1, between the carrier layer 14 and the lower boundary layer 13 is disposed a foil-shaped reflection layer 16. The reflection layer 16 is designed as a metallic mirror. The function of the reflection layer 16 will be discussed in detail later.
Das folienförmige, mehrschichtige Medium 10 zur optischen Signalübertragung kann eine Breite von bis zu 200 cm und eine Länge von bis zu 100 m aufweisen. The film-shaped, multilayer medium 10 for optical signal transmission can have a width of up to 200 cm and a length of up to 100 m.
Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Medium 10 zur optischen Signalübertragung zusammen mit einem optischem Koppler 17. Der optische Koppler 17 dient dem Einkoppeln und/oder Auskoppeln von optischen Signalen in und/oder aus dem Medium 10 zur optischen Signalübertragung. Fig. 2 shows medium 10 according to the invention for optical signal transmission with an optical coupler 17. The optical coupler 17 is used to couple optical signals into and / or out of the medium 10 for optical signal transmission.
Der optische Koppler 17 umfasst einen Lichtleitkörper 18, der aus transparentem Material hergestellt ist. Der Lichtleitkörper 18 verfügt vorzugsweise über eine zylindrische Grundform mit einer Spitze 19 an einem Ende des Lichtleitkörpers 18. Mit Hilfe einer Befestigungseinrichtung 20 ist der optische Koppler auf dem Medium 10 zur optischen Signalübertragung zu befestigen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der optische Koppler 17 entlang einer Befestigungsebene 21, die sich in etwa parallel zum Medium 10 erstreckt, auf dem Medium 10 befestigt. Die Befestigung kann durch eine Haftschicht oder Klebeschicht 23 realisiert sein, mit Hilfe derer der optische Koppler 17 auf dem Medium 10 angeklebt wird. Alternativ kann die Befestigung des optischen Kopplers 17 auf dem Medium 10 auch über einen Saugnapf oder durch Anschrauben erfolgen. Die Auswahl der geeigneten Befestigungsmethode obliegt dem Fachmann. The optical coupler 17 comprises a light guide body 18 , which is made of transparent material. The light guide body 18 preferably has a cylindrical basic shape with a tip 19 at one end of the light guide body 18 . With the aid of a fastening device 20 , the optical coupler is to be fastened on the medium 10 for optical signal transmission. In the illustrated embodiment, the optical coupler is attached 17 along a mounting plane 21 which extends approximately parallel to the medium 10 on the medium 10 degrees. The attachment can be realized by an adhesive layer or adhesive layer 23 , by means of which the optical coupler 17 is glued to the medium 10 . Alternatively, the optical coupler 17 can also be attached to the medium 10 by means of a suction cup or by screwing on. The specialist is responsible for selecting the appropriate fastening method.
Der Lichtleitkörper 18 ragt aus der Befestigungsebene 21 beidseitig heraus. Auf einer Seite wird der Lichtleitkörper 18 von einem Gehäuse 22 umschlossen. Auf der gegenüberliegenden Seite ragt der Lichtleitkörper 18 mit der Spitze 19 aus dem Gehäuse 22 und der Befestigungsebene 21 hinaus. The light guide body 18 protrudes from the mounting plane 21 on both sides. The light guide body 18 is enclosed on one side by a housing 22 . On the opposite side, the light guide body 18 projects with the tip 19 out of the housing 22 and the fastening plane 21 .
Gemäß Fig. 1 ist dem Lichtleitkörper 18 eine Sende- und Empfangseinrichtung 24 zugeordnet. Die Sende- und Empfangseinrichtung 24 wird durch mindestens ein Photoelement gebildet. Sie nimmt einerseits aus dem Medium 10 ausgekoppeltes Licht auf und wandelt dieses in ein elektrisches Signal, andererseits wandelt dieselbe elektrische Signale in optische Signale um, die dann in das Medium 10 eingekoppelt werden. Die Verbindung der Sende- und Empfangseinrichtung 24 mit einer nicht gezeigten Datenschnittstelle kann über ein elektrisches Anschlusskabel 25 erfolgen. Referring to FIG. 1 the light guide body is associated with a transmitting and receiving device 24 18. The transmitting and receiving device 24 is formed by at least one photo element. On the one hand, it absorbs light extracted from the medium 10 and converts it into an electrical signal, on the other hand it converts the electrical signals into optical signals, which are then coupled into the medium 10 . The transmission and reception device 24 can be connected to a data interface (not shown) via an electrical connection cable 25 .
Zur Unterscheidung eines Sendekanals von einem Empfangskanal kann das erfindungsgemäße Medium 10 zur optischen Signalübertragung im Wellenlängenmultiplex mit zwei oder mehr Wellenlängen gleichzeitig betrieben werden. Hierzu müssen im optischen Koppler 17 lediglich Sende- und Empfangseinrichtungen vorhanden sein, die mit unterschiedlichen Wellenlängen arbeiten. Die Trennung des Sendekanals vom Empfangskanal kann auch dadurch erfolgen, dass zwei folienförmige, mehrschichtige Medien 10 parallel zueinander verwendet werden, nämlich ein Medium für den Sendekanal und das andere Medium für den Empfangskanal. In diesem Fall sind zwei optische Koppler erforderlich, einer für das den Empfangskanal bildende Medium und einer für das den Sendekanal bildende Medium. To distinguish a transmission channel from a reception channel, the medium 10 according to the invention for optical signal transmission in wavelength division multiplexing can be operated simultaneously with two or more wavelengths. For this purpose, only transmitting and receiving devices that work with different wavelengths need to be present in the optical coupler 17 . The transmission channel can also be separated from the reception channel by using two film-shaped, multilayer media 10 in parallel with one another, namely one medium for the transmission channel and the other medium for the reception channel. In this case, two optical couplers are required, one for the medium forming the receive channel and one for the medium forming the transmit channel.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass dem Lichtleitkörper 18 an Stelle der obigen Sende- und Empfangseinrichtung 24 auch mindestens eine Anschlusseinrichtung für ein optisches Kabel bzw. eine optische Faser zugeordnet sein kann. Damit können über ein faseroptisches Kabel optische Signale direkt in den Koppler 17 eingespeist werden. At this point it should be pointed out that instead of the above transmitting and receiving device 24 , at least one connecting device for an optical cable or an optical fiber can also be assigned to the light guide body 18 . Optical signals can thus be fed directly into the coupler 17 via a fiber-optic cable.
Gemäß Fig. 2 wird der optische Koppler 17 bei der Befestigung desselben auf dem Medium 10 mit der Spitze 19 des Lichtleitkörpers 18 in das folienförmige, mehrschichtige Medium 10 hineingedrückt. Die elastische Trägerschicht 14 gibt hierbei nach und die übrigen Schichten des Mediums 10 - also die Grenzschichten 12 und 13, die Signalübertragungsschicht 11 und die Reflexionsschicht 16 - werden entsprechend gebogen. Entsprechend der Lichtführungsbeschränkung der Signalübertragungsschicht 11 tritt dann, wenn ein kritischer Biegeradius der Signalübertragungsschicht 11 überschritten wird, Licht aus der Signalübertragungsschicht 11 aus. Die ebenfalls gekrümmte Reflexionsschicht 16 wirkt im Bereich der Eindellung wie ein Brennspiegel und reflektiert das aus der Signalübertragungsschicht 11 austretende Licht in den Koppler 17 bzw. in den Lichtleitkörper 18 desselben. Die Reflexionsschicht 15 erhöht demnach den Kopplungswirkungsgrad des optischen Signals - also des Lichts - zwischen dem Medium 10 und dem optischen Koppler 17. Referring to FIG. 2, the optical coupler 17 is in the fastening thereof on the medium 10 with the tip 19 of the light guide body 18 in the sheet-shaped multi-layer medium 10 pressed. The elastic carrier layer 14 yields and the other layers of the medium 10 - ie the boundary layers 12 and 13 , the signal transmission layer 11 and the reflection layer 16 - are bent accordingly. Then, according to the light guide restriction of the signal transmission layer 11 occurs when a critical bending radius of the signal transmission layer 11 is exceeded light from the signal transmission layer 11. The likewise curved reflection layer 16 acts in the region of the indentation like a focal mirror and reflects the light emerging from the signal transmission layer 11 into the coupler 17 or into the light guide body 18 thereof. The reflection layer 15 accordingly increases the coupling efficiency of the optical signal - that is, the light - between the medium 10 and the optical coupler 17 .
Es sei an diese Stelle darauf hingewiesen, dass dem erfindungsgemäßen Medium 10 an der netzseitigen Anschlussseite desselben Einkopplungseinrichtungen und/oder Auskopplungseinrichtungen für optische Signale fest zugeordnet sein können. Dies ist dann von Vorteil, wenn der netzseitige Anschluss des Mediums 10 feststeht. Der geräteseitigen Anschlussseite des Mediums 10 werden in der Regel keine Einkopplungseinrichtungen und/oder Auskopplungseinrichtungen fest zugeordnet sein. At this point, it should be pointed out that the coupling device and / or coupling device for optical signals can be permanently assigned to the medium 10 according to the invention on the network-side connection side of the same. This is advantageous if the connection of the medium 10 on the network side is fixed. As a rule, no coupling devices and / or coupling devices will be permanently assigned to the device-side connection side of the medium 10 .
Das hier beschriebene, erfindungsgemäße Medium 10 zur optischen Signalübertragung ist im Gegensatz zur optischen Faser folienförmig ausgestaltet und daher bis zu mehreren m breit, dabei jedoch so dünn, dass die Befestigung derselben z. B. an einer Wand problemlos ohne spezielle Hilfsmittel erfolgen kann. Das erfindungsgemäße Medium 10 zur optischen Signalübertragung lässt sich z. B. auf einer Wand über die Trägerschicht 14 aufkleben und mit einer dünnen lichtdurchlässigen Farbschicht auf der Außenseite der Grenzschicht 12 bedecken. Nach dem Befestigen des Mediums 10 auf der Wand wird dieses daher kaum sichtbar sein. The medium 10 according to the invention for optical signal transmission described here, in contrast to the optical fiber, is designed in the form of a film and is therefore up to several m wide, but so thin that the attachment thereof, for. B. can be done on a wall without any special tools. The medium 10 according to the invention for optical signal transmission can, for. B. stick on a wall over the carrier layer 14 and cover with a thin translucent color layer on the outside of the boundary layer 12 . After attaching the medium 10 to the wall, it will therefore hardly be visible.
Das optische Signal - also das Licht - verteilt sich in der gesamten Signalübertragungsschicht 11 des Mediums 10. Der optische Koppler 17 kann daher an jeder beliebigen Stelle auf das Medium 10 aufgesetzt werden. The optical signal - that is, the light - is distributed in the entire signal transmission layer 11 of the medium 10 . The optical coupler 17 can therefore be placed on the medium 10 at any desired location.
Das erfindungsgemäße Medium 10 zur optischen Signalübertragung vereinigt demnach den Vorteil der leichten, nachträglichen Verlegung mit dem Vorteil, dass die Positionen, an denen der optische Koppler 17 zum Einkoppeln und/oder Auskoppeln des optischen Signals auf dem Medium 10 aufgebracht werden soll, nicht genau festliegen müssen. Diese Positionen sind vielmehr innerhalb der gesamten Fläche des Mediums 10 frei wählbar. Auf hochpräzise optische Steckverbindungen kann verzichtet werden. The medium 10 according to the invention for optical signal transmission accordingly combines the advantage of easy, subsequent laying with the advantage that the positions at which the optical coupler 17 is to be applied to the medium 10 for coupling and / or decoupling the optical signal are not precisely defined have to. Rather, these positions can be freely selected within the entire area of the medium 10 . There is no need for high-precision optical plug connections.
Ferner ist von Vorteil, dass das erfindungsgemäße Medium 10 sogar bei lokaler Zerstörung funktionsfähig bleibt, solange das Medium nur nicht vollständig durchtrennt wird. Die optischen Koppler 17 hinterlassen keine Beschädigungen an der Wand oder am Medium 10. Der Koppler 17 ist entfernbar und wiederverwendbar. It is also advantageous that the medium 10 according to the invention remains functional even in the event of local destruction, as long as the medium is not only completely cut through. The optical couplers 17 leave no damage on the wall or on the medium 10 . The coupler 17 is removable and reusable.
Das erfindungsgemäße Medium 10 kann auch als optische
Kommunikationsfolie bezeichnet werden.
Bezugszeichenliste
10 Medium
11 Signalübertragungsschicht
12 Grenzschicht
13 Grenzschicht
14 Trägerschicht
15 Wand
16 Reflexionsschicht
17 Koppler
18 Lichtleitkörper
19 Spitze
20 Befestigungseinrichtung
21 Befestigungsebene
22 Gehäuse
23 Klebeschicht
24 Sende- und Empfangseinrichtung
25 Anschlusskabel
The medium 10 according to the invention can also be referred to as an optical communication film. LIST OF REFERENCE NUMERALS 10 Medium
11 signal transmission layer
12 boundary layer
13 boundary layer
14 carrier layer
15 wall
16 reflective layer
17 couplers
18 light guide
19 top
20 fastening device
21 mounting level
22 housing
23 adhesive layer
24 transmitting and receiving device
25 connection cables
Claims (15)
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DE10139673A1 true DE10139673A1 (en) | 2003-02-20 |
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DE10139673A Withdrawn DE10139673A1 (en) | 2001-08-11 | 2001-08-11 | Optical signal transmission medium has foil-like signal transmission layer, foil-like boundary layer(s) bounding on signal transmission layer with lower refractive index |
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