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Die Erfindung bezieht sich auf eine Nutzsignal-Informationsübertragung mittels linear polarisierter elektromagnetischer Wellen, vorzugsweise mittels linear polarisierter Laserstrahlen. Aus der Dissertation
„Ankunftzeitdetektion für die Polarisationsmoden-Dispersion in der optischen Übertragung" von Vitaly MIRVODA; Universität Paderborn, 2009; Eintrag der Deutschen Nationalbibliothek Frankfurt am Main, http://d-nb.info/992775345) und aus den (auf den Erfinder Dr.-Ing. Reinhold Noe zurückgehenden) Deutschen Patentschriften
DE 102 16 281 ,
DE 103 34 154 ,
DE 198 46 573 , u. a. m. ist bekannt, zwei unterschiedlich linear polarisierte Laserstrahlen zur Informationsübertragung zu nutzen, welche durch Doppelbrechung aus einem einzigen Laserstrahl erzeugt werden. Die Doppelbrechung (hierfür werden doppelbrechende Materialien – wie Lithiumniobtat – benutzt) spaltet einen einzigen Strahl immer in genau zwei Strahlen auf. Die unterschiedliche Brechung führt zu unterschiedlichen Geschwindigkeiten der gebrochenen Strahlen innerhalb des doppelbrechenden Materials. Hieraus resultiert eine Phasenverschiebung zwischen den gebrochenen Strahlen, die von der Materialstärke des doppelbrechenden Materials abhängig ist. Es bedarf eines hohen gerätetechnischen Aufwands zum Ausgleich oder zur Reduzierung dieses durch Doppelbrechung bedingten Nachteils. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Informationsübertragung mittels linear polarisierter, elektromagnetischer Wellen anzugeben, welches mit einfachen Mitteln die gleichzeitige Übertragung einer Vielzahl von (auch mehr als zwei) modulierten unterschiedlich linear polarisierten Wellen gestattet. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, auch eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben.
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Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. 3 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die unterschiedlich linear polarisierten elektromagnetischen Wellen fungieren als Träger für unterschiedliche Nutzsignale (z. B. Sprache, Musik, Daten), mit denen die Wellen moduliert sind. Mit anderen Worten: jeder Träger überträgt ein anderes „Programm”. Die Träger können aber müssen nicht die gleiche Grundfrequenz aufweisen. Für gleichfrequente modulierte Träger ergibt sich grundsätzlich keine Bandbreitenerhöhung, wohl aber bei Verwendung von Trägern mit unterschiedlichen Grundfrequenzen. Für die empfängerseitige Unterscheidung der Träger ist nicht deren Frequenz, sondern deren Polarisationswinkel maßgebend. Die Erfindung bezieht sich auf den gesamten Bereich der elektromagnetischen Wellen. Zur Realisierung der Erfindung werden u. a. halbdurchlässige Spiegel und Polarisationsfilter benötigt. Solche stehen bisher als Handelsware nur für den Wellenbereich des sichtbaren Lichts und für den Ultraviolett-Bereich zur Verfügung. Lineare Polarisationsfilter sind linear polarisierende optische Filter; sie werden z. B. von der Firma Erwin Käsemann GmbH in Oberaudorf/Deutschland am Inn vertrieben. Ein Polarisationsfilter besteht aus einem Polaroid mit linear angeordneten makromolekularen Molekülen. Die Makromoleküle können zueinander verdreht werden, um einen gewünschten Polarisationswinkel einzustellen. Durch eindiffundierte Halogne (Jod, Chlor, Brom oder Fluor) werden die Makromoleküle optisch aktiv. Die lineare Ausrichtung wird durch Strecken des Materials erreicht. Die Streckrichtung stimmt mit der Polarisationsrichtung überein. Ferner gibt es auch andere Möglichkeiten zur Realisierung von Polarisationsfiltern, z. B. mittels Nicolscher Prismen oder trigononaler Kristalle. Die Funktion der Erfindung ist von der Art des Polarisationsfilters unabhängig.
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Für elektromagnetische Wellen außerhalb dieses Wellenbereiches (des sichtbaren Lichts und Ultraviolett-Bereiches) wäre es jedoch möglich, solche Polarisationsfilter etc. zu entwickeln und herzustellen, doch Kosten und gegebenenfalls Abmessungsgründe raten z. Zt. noch davon ab.
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Lichtleiter sind Bauteile, insbesondere transparente Fasern, Stäbe oder Röhren, die Licht transportieren. Die wichtigsten Lichtleiter in der Nachrichtentechnik sind die sogenannten Lichtwellenleiter, bei denen der Lichttransport auf den Welleneigenschaften des Lichts basiert. Solche Lichtwellenleiter bestehen zumeist aus Glasfasern (daher auch die Bezeichnung Glasfaserkabel oder Lichtleitkabel). Die bekannteste Form der Lichtwellenleiter sind die sogenannten Glasfaserkabel. Lichtwellenleiter sind physikalisch gesehen dielektrische Wellenleiter, mit denen elektromagnetische Wellen im Spektralbereich ultraviolett bis infrarot (ca 350 nm bis 2500 nm) übertragen werden können. Die Lichtwellenleiter dienen in der Nachrichtentechnik einer leitungsgebundenen Nachrichtenübertragung. Normale Lichtquellen senden üblicherweise Lichtwellen mit mehreren Frequenzen aus, während Laserlicht monochromatisch ist und grundsätzlich nur eine Frequenz aufweist. Aus diesem Grunde kann Laserlicht leicht polarisiert werden Laser können im Dauerstrich oder gepulst betrieben werden. Zur Erzeugung von monochromatischem Laserlicht kommen Laser-Dioden oder für eine höhere Strahlungsleistung entsprechende Standard-Laser in Betracht.
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Teildurchlässige Spiegel reflektieren einen Teil des auftreffenden Lichtes und transmittieren einen anderen Teil des auftreffenden Lichts. Solche teildurchlässigen Spiegel (für den Bereich des sichtbaren Lichtes und für UV Licht) sind als Handelsware verfügbar und werden z. B. von der Firma Präzision Glas & Optik GmbH, Am langen Busch 14, D-586740 hergestellt.
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Üblicherweise schwingen elektromagnetische Wellen z. B. in verschiedenen Ebenen, zirkular oder elliptisch. Bei einer linearen Polarisierung schwingen die Wellen nur noch in einer einzigen Ebene.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Sender-Anordnung zur Erzeugung von mit Nutzsignalen modulierten linear polarisierten Laserlichtsstrahlen mit unterschiedlichen Polarisationswinkeln.
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2 eine schematische Darstellung einer Empfänger-Anordnung zur Rückgewinnung der Nutzsignale aus den übertragenen modulierten linear polarisierten Laserlichtsstrahlen.
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3 eine schematische Darstellung für linear polarisiertes Licht in unterschiedlichen Polarisations-Ebenen, wobei das linear polarisierte Licht in jeder Polarisationsebene durch einen anderen Polarisationswinkel phi gekennzeichnet ist.
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3 zeigt eine schematische Darstellung für linear polarisiertes Licht in unterschiedlichen Polarisations-Ebenen, wobei das linear polarisierte Licht in jeder Polarisationsebene durch einen anderen Polarisationswinkel phi gekennzeichnet ist. In von gewöhnlichen Lichtquellen ausgesandtem Licht hat der Lichtvektor keine bevorzugte Richtung. Es treten Schwingungen nach allen Richtungen auf, aber stets senkrecht zur Ausbreitungsrichtung z des Lichts. Schwingen in einem Lichtbündel alle Lichtvektoren nur in einer Richtung, so spricht man von linear polarisiertem Licht.. In 3 sind schematisch beispielhaft drei Fälle unterschiedlicher Polarisations-Ebenen gezeigt: die Polarisations-Ebene P0, die Polarisations-Ebene P65 und die Polarisations-Ebene P90. Allen Polarisations-Ebenen ist die Achse z gemeinsam, die zugleich die Ausbreitungsrichtung des Lichts angibt..
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Die Lage der Polarisations-Ebenen ist durch den Polarisations-Winkel phi definiert. Für die Polarisations-Ebene P0 als Referenz-Polarisations-Ebene soll phi gleich 0 Grad sein. Für die Polarisations-Ebene P65 ist phi gleich 65 Grad (phi 65) und für die Polarisations-Ebene P90 ist phi gleich Grad (phi90).. Der Polarisationswinkel phi wird zwischen der Referenz-Polarisations-Ebene und der sie in der Z-Achse schneidenden entsprechend anderen Polarisations-Ebene gemessen. Der Polarisationswinkel phi kennzeichnet zugleich die Lage des linear polarisierten Lichts, mit anderen Worten: für linear polarisiertes Licht mit dem Polarisationswinkel phi gleich 0 Grad schwingen alle Lichtvektoren nur in der Polarisations-Ebene P0. Dies ist schematisch in 3 dadurch angedeutet, dass die gedachten Amplituden einer gedachten Halbwelle H0 in der Polarisations-Ebene P0 liegen (ausgezogene Darstellung).. Für linear polarisiertes Licht mit dem Polarisationswinkel phi gelich 65 Grad (phi65) schwingen alle Lichtvektoren nur in der Polarisations-Ebene P65. Dies ist schematisch in 3 dadurch angedeutet, dass die gedachten Amplituden einer gedachten Halbwelle H65 in der Polarisations-Ebene P65 liegen (gestrichelte Darstellung). Für linear polarisiertes Licht mit dem Polarisationswinkel phi gleich 90Grad (phi65) schwingen alle Lichtvektoren nur in der Polarisations-Ebene P90 Dies ist schematisch in 3 dadurch angedeutet, dass die gedachten Amplituden einer gedachten Halbwelle H90 in der Polarisations-Ebene P90 liegen (gepunktete Darstellung.).
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Sender-Anordnung zur Erzeugung von mit Nutzsignalen S1, S2, S3, S4 modulierten linear polarisierten Laserlichtsstrahlen B1linmod, B2linmod, B3linmod, B4linmod mit unterschiedlichen Polarisationswinkeln 0, 90, 45 und 135 Grad. Aus dem vom Laser L1 ausgehenden Laserstrahl B1 wird durch den Polarisationsfilter Pi ein linear polarisierter Laserstrahl B1lin mit dem Polarisationswinkel phi = 0 Grad gebildet. Aus Übersichtgründen ist deshalb der Polarisationsfilter P1 mit dem Vermerk „0” (für den Wert des Polarisationswinkels) versehen. Durch den Modulator MR1 wird der linear polarisierte Laserstrahl B1lin als Träger mit dem zu übertragenden Nutzsignal S1 moduliert. Weitere Angaben zur Modulation und zu Modulationstechniken folgen später. Der modulierte Träger ist mit B1linmod bezeichnet.
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Aus dem vom Laser L2 ausgehenden Laserstrahl B2 wird durch den Polarisationsfilter P2 ein linear polarisierter Laserstrahl B2lin mit dem Polarisationswinkel phi = 90 Grad (mit dem Vermerk „90” in P2)) gebildet. Durch den Modulator MR2 wird der Träger B2lin mit der zu übertragenden Nutzsignal-Information S2 moduliert. Der modulierte Träger ist mit B2linmod bezeichnet. Aus dem vom Laser L3 ausgehenden Laserstrahl B3 wird durch den Polarisationsfilter P3 ein linear polarisierter Laserstrahl B3lin mit dem Polarisationswinkel phi = 45 Grad gebildet. Durch den Modulator MR3 wird der Träger B3lin mit der zu übertragenden Information, dem Nutzsignal S3, moduliert. Der modulierte Träger ist mit B3linmod bezeichnet. Aus dem vom Laser L4 ausgehenden Laserstrahl B4 wird durch den Polarisationsfilter P4 ein linear polarisierter Laserstrahlt B4lin mit dem Polarisationswinkel phi = 135 Grad gebildet. Durch den Modulator MR4 wird der Träger B4lin mit der zu übertragenden Information, dem Nutzsignal S4, moduliert. Der modulierte Träger ist mit B4linmod bezeichnet.
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Der modulierte Träger B1linmod und der modulierte Träger B2linmod werden derart auf den teildurchlässigen Spiegel M1-2 geführt, dass der durch den Spiegel transmittierte Teil des modulierten Trägers B1linmod und der vom Spiegel reflektierte Teil des modulierten Trägers B2linmod zu einem gemeinsamen Laser-Strahl B1-2 zusammengeführt werden. Dieser enthält den transmittierten Teil des Trägers B1linmod mit dem Polarisationswinkel phi = 0 Grad und den reflektierten Teil des Trägers B2linmod mit dem Polarisationswinkel phi = 90 Grad.
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Der modulierte Träger B3linmod und der modulierte Träger B4linmod werden derart auf den teildurchlässigen Spiegel M3-4 geführt, dass der durch den Spiegel transmittierte Teil des modulierten Trägers B4linmod und der vom Spiegel reflektierte Teil modulierten Trägers B3linmod zu einem gemeinsamen Laserstrahl B3-4 zusammengeführt werden. Dieser enthält den transmittierten Teil des modulierten Trägers B4linmod mit dem Polarisationswinkel phi = 135 Grad und den reflektierten Teil des modulierten Trägers B3linmod mit dem Polarisationswinkel phi = 45 Grad.
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Die Laserstrahlen B1-2 und B3-4 werden derart auf den teildurchlässigen Spiegel M1-2-3-4 geführt, dass der durch diesen Spiegel transmittierte Teil des Laser-Lichts B3-4 und der vom Spiegel reflektierte Teil des Laser-Lichts B1-2 zu einem gemeinsamen Laserstrahl B1-2-3-4 zusammengeführt werden. Dieser Laserstrahl enthält einen Teil des modulierten Trägers B1linmod mit dem Polarisationswinkel phi = 0 Grad, einen Teil des modulierten Trägers B2linmod mit dem Polarisationswinkel phi = 90 Grad, einen Teil des modulierten Trägers B3linmod mit dem Polarisationswinkel phi = 45 Grad und einen Teil des modulierten Trägers B4linmod mit dem Polarisationswinkel phi = 135 Grad.
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Der Laserstrahl B1-2-3-4 umfaßt 4 verschiedene modulierte „Trägerwellen” linear polarisierten Lichts, wobei jede Trägerwelle einen anderen Polarisationswinkel hat. Wenn jede modulierte Trägerwelle als ein „Informationskanal” angesehen wird, umfasst der Laserstrahl B1-2-3-4 (bezüglich der vorhandenen vier Laser L1, L2, L3 und L4) insgesamt 4 Nutzsignal-Informationskanäle.
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Die in der Darstellung 1 gewählte Anzahl von 4 Lasern ist nur beispielhaft zu verstehen. Es könnten auch z. B. viel mehr sein, z. B. 100 oder 1000 je nach Genauigkeit der Polarisationswinkel-Einstellung.. Jeder der linear polarisierten Laserstrahlen kann mit einem anderen Nutzsignal moduliert werden, so dass sich insgesamt eine sehr hohe Anzahl unterschiedlicher „Nutzsignal-Informationskanäle” ergibt.
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Für die gleiche Grundfrequenz aller Laser ist die Übertragungsbandbreite für alle Nutzsignal-Informationskanäle grundsätzlich nicht größer als für einen einzigen Nutzsignal-Informationskanal. Dies ist der Fall, wenn alle Nutzsignale bei der Modulation die gleiche maximale Bandbreite beanspruchen.. Die Übertragungsbandbreite würde ansteigen, wenn Laser mit unterschiedlicher Grundfrequenz verwendet werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Empfangs-Anordnung für ein Bündel von modulierten linear polarisierten Laserlichtstrahlen mit unterschiedlichen Polarisationswinkeln.
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Diese Empfängeranordnung dient der Trennung der modulierten mit unterschiedlichen Polarisationswinkeln linear polarisierten Laserlichtstrahlen und ihrer Demodulation zur Zurückgewinnung der übertragenen Nutzsignale.
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Der Empfänger-Anordnung in 2 wird der gemäß 1 erzeugte Laserlichtstrahl B 1-2-3-4 (in 2 auch mit B bezeichnet) zugeführt. Dieser Laserlichtstrahl umfaßt Teile der 4 modulierten Trägerwellen B1linmod (mit dem Nutzsignal S1 modulierte linear polarisierte Trägerwelle B1 mit dem Polarisationswinkel phi = 0 Grad), B2linmod (mit dem Nutzsignal S2 modulierte linear polarisierte Trägerwelle B2 mit dem Polarisationswinkel phi = 90 Grad), B3linmod (mit dem Nutzsignal S3 modulierte linear polarisierte Trägerwelle B3 mit dem Polarisationswinkel phi = 45 Grad) und B4linmod. (mit dem Nutzsignal S4 modulierte linear polarisierte Trägerwelle B4 mit dem Polarisationswinkel phi = 135 Grad).
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Das Laserlichtstrahlbündel B-1-2-3-4 (B) trifft auf den halbdurchlässigen Spiegel MA. Der Teil Br des dort auftreffenden Lichtes wird reflektiert, der andere Teil Bt wird transmittiert (er durchdringt den halbdurchlässigen Spiegel). Der reflektierte Teil Br trifft auf den halbdurchlässigen Spiegel MB. Der Teil Brr des dort auftreffenden Lichtes wird reflektiert; der andere Teil Brt wird transmittiert. Der am teildurchlässigen Spiegel MA transmittierte Teil Bt des Laserlichtstrahlbündels trifft auf den teildurchlässigen Spiegel MC. Der Teil Btr des dort auftreffenden Lichtes wird reflektiert; der andere Teil Btt wird transmittiert. Der am teildurchlässigen Spiegel MB reflektierte Teil Brr wird dem Polarisationsfilter P3' zugeführt. Im vorliegenden Fall läßt der Polarisationsfilter P3' nur linear polarisiertes Licht mit dem Polarisationswinkel 45 Grad (dies ist der Polarisationswinkel der Trägerwelle B3) durch. Trägerwellen wie B1, B2 und B4 mit einem anderen Polarisationswinkel können diesen Polarisationsfilter P3' nicht passieren. Der den Filter P3' passierende Teil der modulierten Trägerwelle B3 mit dem Polarisationswinkel phi = 45 Grad wird dem Demodulator D3' zugeführt, der das von der Trägerwelle übertragene Nutzsignal S3 aussondert und der Wiedergabe-Einrichtung R3' zuführt Der am teildurchlässigen Spiegel MB transmittierte Teil Brt des Laserlichtstrahlbündels wird dem Polarisationsfilter P1' zugeführt, welcher nur linear polarisiertes Laserlicht mit dem Polarisationswinkel phi = 0 Grad durchlässt (das ist der Polarisationswinkel der Trägerwelle B1). Der den Polarisationsfilter P1' passierende Teil der modulierten Trägerwelle B1 mit dem Polarisationswinkel phi = 0 Grad wird dem Demodulator D1' zugeführt., der das von der Trägerwelle übertragene Nutzsignal S1 aussondert und der Wiedergabe-Einrichtung R1' zuführt.
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Der am teildurchlässigen Spiegel MA transmittierte Teil Bt des Lichtstrahlbündels B trifft auf den teildurchlässigen Spiegel MC. Der am Spiegel MC reflektierte Teil Btr des Lichtstrahlbündels Bt wird dem Polarisationsfilter P2' zugeführt. Im vorliegenden Fall lässt der Polarisationsfilter P2' nur linear polarisiertes Licht mit dem Polarisationswinkel phi = 90 Grad (dies ist der Polarisationswinkel der Trägerwelle B2) durch.. Trägerwellen wie B1, B3 und B4 mit einem anderen Polarisationswinkel können diesen Polarisationsfilter nicht passieren. Der den Polarisationsfilter P2' passierende Teil der mit dem Nutzsignal S2 modulierten Trägerwelle B2 wird dem Demodulator D2' zugeführt, der das von der Trägerwelle übertragene Nutzsignal S2 von dieser aussondert und der Wiedergabe-Einrichtung R2' zuführt.
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Der am Spiegel MC transmittierte Teil Btt des Laserlichtstrahlbündels Btt wird dem Polarisationsfilter P4' zugeführt, welcher nur linear polarisiertes Laserlicht mit dem Polarisationswinkel phi = 135 Grad durchlässt (das ist der Polarisationswinkel der Trägerwelle B4). Der den Filter P4' passierende Teil der mit dem Nutzsignal S4 modulierten Trägerwelle B4 mit dem Polarisationswinkel phi = 45 Grad wird dem Demodulator D4' zugeführt, der das von der Trägerwelle übertragene Nutzsignal S4 aussondert. und der Wiedergabe-Einrichtung R4' zuführt.
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Die Funktion und Wirkungsweise der Polarisationsfilter auf der Sende- und Empfangsseite sind gleich. Ein Polarisationsfilter wählt immer nur eine Polarisationsrichtung aus dem einfallenden Licht aus. Dies bedeutet, dass auf der Sendeseite aus nicht polarisiertem Licht nur das Licht mit einer bestimmten Polarisationsrichtung ausgewählt wird. Auf der Empfangsseite wird hingegen aus mehreren Lichtstrahlen jeweils derjenige mit einem bestimmten Polarisationswinkel ausgewählt. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Übertragung von Information mittels unterschiedlich linear polarisierter elektromagnetischer Wellen als Informationsträger auf dem gleichen Übertragungsweg zwischen einer Sender- und einer Empfängeranordnung umfasst folgende Schritte:
- a) gleichzeitige Erzeugung von linear polarisierten elektromagnetischen Wellen, wobei jede Welle (B1lin, B2lin, B3lin, B4lin) einen anderen vorgebbaren Polarisationswinkel phi (0 < phi < 180 Grad) hat und wobei jede linear polarisierte Welle von jeweils einer anderen elektromagnetischen Ursprungswelle (B1, B2, B3, B4) abgeleitet wird
- b) auf jede der linear polarisierten Wellen wird eine (durch Modulation zu übertragende) Nutzsignal Information (S1, S2, S3, S4) aufgeprägt,
- c) gleichzeitige senderseitige Einspeisung der modulierten linear polarisierten auf einen gemeinsamen Übertragungsweg,
- d) empfangsseitige polarisationswinkelspezifische Separierung der modulierten linear polarisierten elektromagnatischen Wellen und Trennung der Nutzsignal-Information (S1, S2, S3, S4) von jeder der mit dieser modulierten linear polarisierten elektromagnetischen Welle.
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Auch wenn in 1 Laser zur Erzeugung der elektromagnetischen Wellen eingesetzt sind, soll sich das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur auf Laser (egal für welchen Wellenbereich) beschränken, sondern allgemein jegliche Quellen zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen einbeziehen.
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Im Zusammenhang mit 1 wurde bereits erwähnt, dass jedem der linear polarisierten Laserstrahlen B1, B2, B3, B4 mit einem anderen Polaristionswinkel durch Modulation ein zu übertragendes Nutzsignal (S1, S2, S3, S4) aufgeprägt wird. Durch das Nutzsignal (z. B. Sprache, Musik, Daten) wird dabei der sogenannte Träger (die Trägerwelle mit einer Trägerfreqenz) verändert (moduliert). Hierdurch wird die hochfrequente Übertragung des niederfrequenten Nutzsignals ermöglicht. Das Sendesignal, der modulierte Träger, belegt im Bereich der Trägerfrequenz eine vom Nutzsignal abhängige Bandbreite. Das Nutzsignal wird an der Empfangsseite durch Demodulation zurückgewonnen und vom Träger getrennt.
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Durch Modulation lassen sich sowohl analoge als auch digitale Nutzsignale übertragen. Durch Modulation wird das Nutzsignal in einen anderen Frequenzbereich umgesetzt. Dabei werden Parameter des Trägers wie Amplitude, Freqenz und/oder Phase durch das Nutzsignal verändert. Es gibt zeitkontinuierliche und zeitdiskrete (jeweils aufgeteilt in wertkontinuierliche und wertdiskrete) Modulationsverfahren. Vertreter der zeitdiskreten Modulationsverfahren sind die Pulsträgerverfahren. Bei Modulationsverfahren wird zwischen linearen (wie bei der Amplitudenmodulation) oder nichtlinearen (wie bei der Frequenzmodulation) und zwischen analogen und digitalen Verfahren unterschieden. Darüberhinaus hinaus gibt es auch spezielle Modulationen wie Pulsmodulation und Bandspreizmodulation.
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Alle modulierten linear polarisierten Laserstrahlen werden gleichzeitig auf einen gemeinsamen Übertragungsweg gegeben.
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Der Übertragungsweg kann z. B. aus Lichtleitern bestehen oder eine optische Richtfunkstrecke sein. Die erforderliche Frequenzband-Breite des Übertragungsweges ist unabhängig von der Anzahl der linerar polarisierten Laserstrahlen, sofern alle Laser eine Strahlung der gleichen Grund-Frequenz erzeugen. Gängige Laser können gut im Bereich des sichtbaren Lichtes und im UV(Ulraviolett)-Bereich eingesezt werden. Die Frequenzband-Breite erhöht sich, wenn Laser mit unterschiedlichen Grundfrequenzen verwendet werden sollen. Die verschiedenen zu übertragenden Nutzsignale S1, S2, S3 und S4 sind an die verschiedenen Polarisationswinkel der gleichzeitig übertragbaren linear polarisierten Laserstrahlen gebunden. Der Polarisationswinkel phi muß im Bereich 0 < phi > 180 Grad liegen, um empfangsseitige Überlagerungen von Nutzsignalen zu vermeiden. Daß jeder Laserstrahl B1, B2, B3, B4 von einem separaten Laser L1, L2, L3, L4 erzeugt wird, ist gleichbedeutend damit, dass jede linear polarisierte Welle B1lin, B2lin, B3lin, B4lin von jeweils einer anderen elektromagnetischen Ursprungswelle abgeleitet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit handelsüblichen Komponenten realisierbar, wenn mehrere linear polarisierte Laserlichtstahlen als Nutzsignal-Informationsträger mit der gleichen Laser-Grundfequenz im Bereich des sichtbaren und/oder ultravioletten Lichts und Lichtleiter oder eine optische Richtfunkstrecke als Übertragungsweg verwendet werden.
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Empfangsseitig erfolgt eine polarisationswinkelspezifische Separierung der modulierten linear polarisierten elektromagnetischen Wellen und durch Demodulation eine Aussonderung der Nutzsignale S1, S2, S3 und S4 aus den übertraegnen Anteilen der modulierten Trägerwellen B1linmod, B2linmod, B3linmod und B4linmod.
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Gemäß der Darstellung in 2 werden die übertragenen Anteile der modulierten linear polarisierten Wellen B1linmod, B2linmod, B3linmod und B4linmod je nach ihrem Polarisationswinkel 0 Grad, 45 Grad, 90 Grad und 135 Grad voneinander getrennt, und anschließend demoduliert, um die Nutzsignale S1, S2, S3 und S4 auszusondern.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zur Übertragung von Information mittels unterschiedlich linear polarisierter elektromagnetischer Wellen als Informationsträger auf dem gleichen Übertragungsweg zwischen einer Sender- und einer Empfängeranordnung weist folgende Merkmale auf:
In der Sendeanordnung sind mehrere Laser (L1, L2, L3, L4, ...) vorgesehen. Jeder von diesen Lasern erzeugte Laserlichtstrahl ist jeweils einem Polarisationsfilter (P1, P2, P3, P4) zur Erzeugung eines linear polarisierten Laser-Lichtstrahls (B1lin, B2lin, B3lin, B4lin) mit einem vorgebbaren Polarisationswinkel phi zuführbar (0 < phi < 180 Grad). Die Polarisationswinkel für die einzelnen linear polarisierten Laser-Lichtstrahlen sind unterschiedlich. Die linear polarisierten Laser-Lichtstrahlen B1lin, B2lin, B3lin, B4lin werden jeweils einer Modulationsschaltung MR1, MR2, MR3, MR4 zugeführt, welche jeden Laserlichtstrahl mit jeweils einem Nutzsignal S1, S2, S2, S3, S4) moduliert. Die modulierten linear polarisierten Laserlichtstrahlen (B1linmod, B2linmod, B3linmod, B4linmod) werden zusammen auf einem gemeinsamen Übertragungsweg einer Empfänger-Anordnung zugeführt. Als Übertragungsweg kommen z. B. Lichtleiter oder eine optische Richtfunkstrecke in Betracht. Die Empfänger-Anordnung umfasst Polarisationsfilter P1', P2', P3', P4', welche mit den modulierten linear polarisierten Laserlichtstrahlen mit den vorgegebenen Polarisationswinkeln beaufschlagbar sind. Jeder Polarisationsfilter ist nur für einen modulierten linear polarisierten Laserlichtstrahl mit einem bestimmten vorgegebenen Polarisationswinkel durchlässig. Jeder Polarisationsfilter ist mit einem ihm nachfolgenden Demodulator D1', D2', D3', D4' verbunden. Jeder Demodulator dient der Zurückgewinnung des Nutzsignales S1, S2, S3, S4 aus dem entsprechenden mit diesem Nutzsignal modulierten linear polarisierten Laserlichtstrahl. Dieses Nutzsignal S1, S2, S3, S4) ist jeweils einer Wiedergabe-Einrichtung R1', R2', R3', R4' zuführbar.. Die Empfänger-Anordnung ist weiterhin durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
Die jeweils mit einem Nutzsignal (S1, S2, S3, S4) modulierten linear polarisierten Laserlichtstrahlen (B1linmod, B2linmod, B3linmod, B4linmod) sind sender-anordnungs-seitig über teildurchlässige Spiegel (M1-2, M3-4, M1-2-3-4) zusammenführbar;
die modulierten linear polarisierten Laserlichtstrahlen sind empfänger-anordnungs-seitig über teildurchlässige Spiegel (MA, MB, MC) den Polarisationsfiltern (P1', P2', P3', P4') zuführbar..
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10216281 [0001]
- DE 10334154 [0001]
- DE 19846573 [0001]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Ankunftzeitdetektion für die Polarisationsmoden-Dispersion in der optischen Übertragung” von Vitaly MIRVODA; Universität Paderborn, 2009; Eintrag der Deutschen Nationalbibliothek Frankfurt am Main, http://d-nb.info/992775345) [0001]
