DE19710572A1 - Elektrische Steckvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckvor­ richtung mit einer Steckdose, die einen Sockel mit Kon­ taktelementen und Anschlußklemmen für Netzleitungen und eine dem Sockel vorgesetzte Abdeckung aufweist, wobei in der Steckdose ein elektrooptischer Wandler mit einem Sen­ deelement und ein optoelektronischer Wandler mit einem Empfangselement eingebaut sind, die elektrisch an einen elektronischen Busankoppler angeschlossen sind, der elek­ trische Binärsignale an den elektrooptischen Wandler ab­ gibt und elektrische Binärsignale vom optoelektronischen Wandler erhält, und der mit einer elektrischen Busleitung verbindbar ist, auf der ein Signalverkehr zwischen Bu­ steilnehmern stattfindet, wobei die Sende- und Empfangse­ lemente durch ein Lichtfenster in der Abdeckung hindurch mit einem steckerseitig vorgesehenen Lichtwellenleiter optisch koppelbar sind, zum Senden und Empfangen der op­ tischen Binärsignale eines Busteilnehmers.

In den letzten Jahren gewinnt die Hausleittechnik eine immer größere Bedeutung. Hierbei werden Datentelegramme über ein in einem Gebäude installiertes elektrisches Bus­ leitungssystem übertragen. Das Busleitungssystem enthält elektrische Busankoppler, die imstande sind, Datentele­ gramme zu senden, empfangen und auszuwerten. Die Busan­ koppler werden jeweils mit einem externen elektrischen Gerät (Busteilnehmer) verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, über das Busleitungssystem elektrische Geräte im Gebäude zu überwachen, fernzusteuern oder zu schalten. Ein derartiges Signalübertragungssystem für die Hausleit­ technik ist in EP 0 344 609 B1 beschrieben.

Durch die WO 96/35133 ist eine Steckvorrichtung bekannt, die auf der Grundlage der üblichen Steckdosen für die Netzversorgung konzipiert ist. Diese Steckvorrichtung weist einen an einem Halter befestigten Sockel, Kontakte­ lemente und Anschlußklemmen für Netzleitungen auf. Ferner ist in oder getrennt von der Steckdose ein Busankoppler angebracht, der mit einer gebäudeseitig installierten elektrischen Busleitung verbindbar ist. Dieser Busankopp­ ler ist eine elektrische Vorrichtung, die mit anderen Busankopplern einen elektronischen Telegrammverkehr durchführen kann, z. B. ein "Bus Interface Module" (BIM). Der Busankoppler kann dementsprechend als intelligente Version (mit Mikroprozessor) oder als passive Version (ohne Mikroprozessor) ausgebildet sein. Er enthält bei­ spielsweise einen Mikroprozessor und elektronische Spei­ cher. Der Busankoppler ist mit einem lichtelektrischen Wandler verbunden, der in der Steckdose enthalten ist und durch ein Fenster der Abdeckung der Steckdose hindurch mit einem Lichtleiter kommunizieren kann, der in dem zu­ gehörigen Stecker endet, welcher in die Steckdose einge­ steckt werden kann. Auf diese Weise dient die Steckdose nicht nur zum Herstellen elektrischer oder optischer Kopplungen, sondern sie dient zugleich zur Umwandlung elektrischer Signale in Lichtsignale bzw. zur Umwandlung von Lichtsignalen in elektrische Signale. Während die Da­ tenverarbeitung in dem gebäudeseitigen elektrischen Haus­ leitsystem durchgeführt wird, hat die Steckdose die Auf­ gabe, Signale, die von dem angeschlossenen Gerät über Lichtleiter übertragen werden, in elektrische Signale um­ zuwandeln und/oder elektrische Signale, die von dem Bu­ sankoppler erzeugt werden, in Lichtsignale für das ange­ schlossene Gerät umzuwandeln. Auf diese Weise können die üblichen elektrischen Hausleitsysteme verwendet werden, die vom Versorgungsnetz entkoppelt sind und somit durch das Versorgungsnetz nicht gestört werden, während der An­ schluß des elektrischen Gerätes über ein flexibles Kabel erfolgt, in dem die elektrischen Versorgungsleitungen mit Lichtleitern kombiniert sind. Die Signale in Lichtwellen­ leitern werden durch Spannungen oder Ströme der Versor­ gungsleitungen nicht beeinflußt, so daß kein Übersprechen stattfindet.

Der Übergang zwischen Elektronik und Lichtsignaltechnik ist in der Steckdose selbst vorgesehen, so daß keine zu­ sätzlichen Apparate benötigt werden und der Anschluß ei­ nes elektrischen Gerätes in der üblichen Weise durch ein­ faches Einstecken eines Steckers in eine Steckdose erfol­ gen kann. Die über den Datenbus übertragenen digitalen elektrischen Signale werden in der Steckdose in optische Signale umgewandelt. Diese optischen Signale werden in dem elektrischen Anschlußkabel übertragen und im Gerät wieder in elektrische Signale umgewandelt. In der Regel ist der Signalfluß zwischen dem Gerät und dem Datenbus bidirektional. Dieser bidirektionale Datenfluß kann über zwei Lichtwellenleiter (einen für jede der beiden Rich­ tungen) geführt werden oder auch im Einleiterbetrieb, wenn für die Hinleitung ein anderes Zeitfenster zur Ver­ fügung steht als für die Rückleitung.

Durch mindestens ein Fenster der Abdeckung der Steckdose hindurch erfolgt der Austausch der Lichtsignale. Dabei ist vorzugsweise die Durchlaßöffnung bzw. die Übergabe­ öffnung der Lichtsignale zwischen Steckdose und Stecker etwa fluchtend mit der Bodenwand der Abdeckung angeord­ net. Dies bedeutet, daß die Lichtempfangsöffnung des Steckers sich in der Stirnwand des Steckers befindet, die bei voll eingestecktem Stecker bündig an der Bodenwand der Abdeckung der Steckdose anliegt.

Ein Vorteil dieser bekannten Steckvorrichtung besteht darin, daß die Steckdose wahlweise mit und ohne Lichtsi­ gnalübertragung betrieben werden kann, in Abhängigkeit davon, ob der verwendete Stecker eine Lichtübertragung ermöglicht. Wird in die Steckdose ein üblicher Stecker, der nur für den Netzanschluß geeignet ist, eingesteckt, so funktioniert die Steckdose als normale elektrische Steckdose ohne Datenübertragung.

Durch die EP 0 645 653 A2 ist eine elektrooptische Sende- und Empfangseinrichtung für Lichtwellenleiter bekannt, die Sende- und Empfangssignale über nur einen Lichtwel­ lenleiter in beide Richtungen übertragen kann. Hierfür sind ein Sende- und ein Empfangselement derart eng be­ nachbart angeordnet, daß sie Zugriff auf die gleiche Lichtwellenleiter-Schnittstelle haben. Allerdings kann mit dieser Sende- und Empfangseinrichtung keine permanen­ te Vorwärts- und Rückwärtsverbindung hergestellt werden.

Durch die EP 0 193 190 ist ein optisches Nachrichtenüber­ tragungssystem zur doppeltgerichteten Übertragung von teilnehmerindividuellen Nachrichten zwischen einer Zen­ trale und mehreren Teilnehmern beschrieben. Die Übertra­ gung erfolgt in beide Richtungen über einen einzigen Lichtwellenleiter. Hierbei werden von der Zentrale zu ei­ ner Gruppe von Teilnehmern zu übertragende Signale zu ei­ nem Zeitmultiplexsignal zusammengefaßt. Die von der Grup­ pe von Teilnehmern zur Zentrale laufende Signalübertra­ gung erfolgt im Wellenlängenmultiplex.

In der DE 35 15 981 A1 ist ein Lichtwellenleiter- Übertragungssystem beschrieben, bei dem ein Lichtwellen­ leiter für beide Übertragungsrichtungen benutzt und eine hohe Ausnutzung der Übertragungskapazität eines Lichtwel­ lenleiters durch einen Betrieb der Lichtleitfaser im bi­ direktionalen Wellenlängenmultiplex (WDM - Wavelength Di­ vision Multiplex) erreicht wird, indem für die Si­ gnalübertragung in der einen Übertragungsrichtung Licht­ wellen mit einer niedrigeren Wellenlänge, etwa um 830 nm, und für die Signalübertragung in der anderen Übertra­ gungsrichtung Lichtwellen mit einer höheren Wellenlänge, etwa um 1300 nm, verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die elektrische Steckvorrichtung der eingangs beschriebenen Art mit einer einfachen und störungssicheren elektrooptischen Sende- und Empfangseinrichtung auszugestalten, mit der die Über­ tragung von Sende- und Empfangssignalen gleichzeitig und nur über einen Lichtwellenleiter des steckerseitig vorge­ sehenen Lichtwellenleiters erfolgt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer ersten Vari­ ante der Steckvorrichtung erfindungsgemäß mit den im Pa­ tentanspruch 1 angegebenen Merkmalen und bei einer zwei­ ten Variante der Steckvorrichtung mit den im Patentan­ spruch 2 angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße elektrooptische Sende- und Empfangs­ einrichtung kann in die üblichen Haushalts- oder Indu­ striesteckvorrichtungen eingebaut werden. Eine derartige Steckverbindung kann zur Herstellung der elektrischen Versorgung eines Endgerätes, beispielsweise Haushaltsgerä­ tes wie Waschmaschine, Geschirrspüler, Kühl- und Gefrier­ gerät und dgl., mit Netzstrom und gleichzeitig zur Her­ stellung einer Datenverbindung von einem gebäudeseitig installierten elektrischen Bussystem zum Endgerät über flexible Leitungen zum Steuern, Regeln, Überwachen und Messen verwendet werden, wobei die Signalübertragung von der Steckvorrichtung zum Endgerät über nur einen Licht­ wellenleiter erfolgt.

Bei üblichen gebäudeseitigen Bussystemen werden Informa­ tionen zwischen einzelnen Busteilnehmern über Telegramme ausgetauscht. Mit den Busankopplern wird die datentechni­ sche Kopplung zwischen der Busleitung und einem Endgerät hergestellt, wobei mit der elektrooptischen Sende- und Empfangseinrichtung eine Umwandlung der elektrischen Si­ gnale des Busankopplers in optische und die Umwandlung der elektrischen Signale vom Endgerät in optische Signale für den Busankoppler stattfinden kann. Hierfür sind ein Sender-Modulator und ein Empfänger-Demodulator vorgese­ hen. Der Busankoppler besitzt eine geräteseitige Anwen­ dungs-Schnittstelle mit wenigstens einen Signaleingang und einem Signalausgang. Der Signalausgang ist mit einem Signaleingang des Sender-Modulators verbunden. Jedes Nullbit des elektrischen Binärsignals kann mit dem Sen­ der-Modulator in einen Puls (periodisches Impulspaket) codiert werden, der mit dem elektrooptischen Wandler (Sender) als optischer Puls in den steckerseitigen Licht­ wellenleiter emittiert wird. Umgekehrt wird jeder vom Endgerät über den steckerseitigen Lichtleiter kommende optische Puls mit dem optoelektronischen Wandler (Empfänger) in einen elektrischen Puls umgewandelt. Der elektrische Puls des Empfängersignals wird mit dem Emp­ fänger-Demodulator in ein Nullbit generiert. Ein derarti­ ges Binärsignal kann über den Ausgang des Empfänger-Demodulators in einen geräteseitigen Eingang der Anwen­ dungs-Schnittstelle des Busankopplers eingespeist, dort in ein Telegramm geformt und über den Bus an eine Ziela­ dresse gesendet werden. Die Signalübertragung funktio­ niert nur störungsfrei, wenn kein Streulicht des Sendee­ lementes in das Empfangselement eingekoppelt wird und so­ mit keinen elektrischen Streusende-Puls hervorrufen kann. Eine Entkopplungsmaßnahme erweist sich als schwierig, weil hierfür in den herkömmlichen elektrischen Steckvor­ richtungen kein Platz vorhanden und weil damit ein unver­ hältnismäßig großer Aufwand verbunden ist, der sich für einfache Anwendungen, beispielsweise für nur kurze Über­ tragungswege, nicht rechnet.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es für be­ stimmte Anwendungen, beispielsweise solche für den Einbau in herkömmlichen Steckdosen, günstiger ist, auf eine auf­ wendige Entkopplung zu verzichten, um das Sendeelement und das Empfangselement räumlich eng benachbart anordnen zu können, so daß durch das Lichtfenster hindurch eine Kopplung mit dem einen steckerseitigen Lichtwellenleiter ermöglicht wird. Dabei wird in Kauf genommen, daß Streu­ licht des Sendeelementes in das Empfangselement eingekop­ pelt wird, auch wenn das Empfangselement gleichzeitig über den Lichtwellenleiter Lichtsignale empfängt. Es hat sich herausgestellt, daß sich die Streusignale mit ver­ tretbarem Aufwand elektrisch austasten lassen, so daß ein störungsfreier Empfang von Datensignalen möglich ist.

Die Variante nach Patentanspruch 2 bezieht sich auf eine Lösung, bei der auch am Ende der steckerseitigen Leitung, also im Endgerät, auf eine Entkopplung verzichtet wird, so daß dessen Sendesignal außer in den Lichtwellenleiter der Leitung auch in das Empfangselement durch Lichtstreu­ ung eingekoppelt werden kann. Die Variante nach Patentan­ spruch 2 setzt voraus, daß im Endgerät keine Platzproble­ me wie in der Steckdose bestehen und deshalb eine ausrei­ chende Entkopplung von Sende- und Empfangselement mit vertretbaren Aufwand erfolgen kann, so daß hier keine Streu-Sendesignale in das Empfangselement eingekoppelt werden können.

In der Steckdose ist die Ankopplung des Sendeelementes an den Lichtwellenleiter, wie dargestellt, nicht verlustlos. Durch die enge räumliche Nebeneinanderanordnung des elek­ trooptischen Wandlers (Sender) und des optoelektronischen Wandlers (Empfänger) kann auch bei sorgfältiger Abschir­ mung der beiden Teile nicht verhindert werden, daß, durch Lichtstreuung des Sendeelementes bedingt, optische Sende­ signale in das Empfangselement eingekoppelt werden, so daß dieser ein optisches Signalgemisch (Summensignal) empfängt. Die in den optoelektronischen Wandler (Empfänger) eingestreuten Sendesignale stören jedoch den Empfangskanal und müssen daher herausgefiltert werden. Das erfolgt elektrisch und nicht optisch. Hierfür ist zu­ nächst vorgesehen, daß die Pulse des Sendesignals und die Pulse des Empfangssignals eine unterschiedliche Pulsfol­ gefrequenz besitzen.

Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß die optisch in das Empfangselement eingekoppelten Streulicht-Pulse des elektrooptischen Sendeelementes am elektrischen Empfängerausgang nach wie vor synchron mit den Sende-Pulsen verlaufen und in ihrer Pulsfolgefrequenz den ur­ sprünglichen elektrischen Sende-Pulsen am Eingang des Empfangselementes entsprechen. Damit können durch die Sende-Pulse getriggerte Austast-Pulse generiert und durch Addition (oder Subtraktion) mit den Summen-Pulsen die darin eingekoppelten Streu-Pulse ausgetastet werden. Hierfür ist an den elektrischen Eingang des elektroopti­ schen Wandlers (Senders) eine Austastsignalformerstufe angeschlossen, die mit ihrem Ausgang an einem Eingang ei­ ner Differenzstufe liegt. Der Ausgang des optoelektroni­ schen Wandlers (Empfänger) ist mit dem zweiten Eingang der Differenzstufe verbunden. Der Ausgang der Differenz­ stufe ist an den Eingang des Empfänger-Demodulators ange­ schlossen. Durch die synchron von den Sendersignalen ge­ steuerte Austastschaltung gelangt somit ein positiver, vom Sende-Puls getriggerter und von dem Impulsformer er­ zeugter, Austast-Puls mit einer bestimmten Pulsfolgefre­ quenz in die Differenzstufe. Die Pulsfolgefrequenz des Austast-Pulses entspricht der Pulsfolgefrequenz des Sen­ de-Pulses. Die Schrittdauer eines Impulses des Austast-Pulses ist wegen einer Signalverzögerung und Verbreite­ rung im optoelektronischen Wandler größer als die Schrittdauer eines Impulses des Sende-Pulses.

Über den Empfangskanal des optoelektronischen Wandlers (Empfänger) gelangt das Summensignal in die Differenzstu­ fe. Das Summensignal setzt sich zusammen aus dem Emp­ fangs-Puls und dem Streu-Puls. Der Streu-Puls ist der durch Lichtstreuung des Sendeelementes in das Empfangse­ lement optisch eingekoppelte Sende-Puls der synchron und phasengleich zum Sende-Puls verläuft, jedoch verzerrt er­ scheint. Es ist darauf zu achten, daß die Schrittdauer der Impulse des Austast-Pulses größer ist als die Schrittdauer der Impulse des Streu-Pulses. Der Empfangs-Puls und der Sende-Puls haben verschiedene Pulsfolgefre­ quenzen, beispielsweise ist die Sendesignal-Pulsfolgefrequenz größer als die Empfangssignal-Pulsfolgefrequenz.

Der Summen-Puls und der Austast-Puls des Impulsformers liegen in der Differenzstufe in zueinander invertierter Form vor, wobei der Austast-Puls des Impulsformers und der Streu-Puls synchron und phasengleich zueinander ver­ laufen. Mit der Differenzstufe erfolgt eine Verknüpfung der beiden Signale, indem der Streu-Puls durch den Aus­ tast-Puls des Impulsformers ausgetastet wird. Am Ausgang der Differenzstufe wird ein elektrisches Empfangssignal abgegeben, das dem optischen steckerseitigen Empfangs­ signal entspricht. Je nach Pulsfolgefrequenz des Sende-Pulses und des Empfangs-Pulses kann eine Kollision ein­ zelner Impulse erfolgen, so daß im Empfangs-Puls ein oder mehrere Impulse fehlen können. Da niemals Kollisionen von aufeinanderfolgenden Impulsen auftreten, geht keine In­ formation verloren.

Der Empfangs-Puls des Empfangssignals wird im Demodulator in ein Bit geformt und in den Busankoppler übertragen, wo ein Sendetelegramm erzeugt werden kann, das über den Bus an eine Empfängeradresse gesendet wird.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnungen ein Ausführungs­ beispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die elektrische Steckvorrichtung mit der schematisch dargestellten Sende- und Empfangseinrichtung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Funktionsweise der Sende- und Emp­ fangseinrichtung.

Die Fig. 1 zeigt eine elektrische Steckvorrichtung, be­ stehend aus einer Steckdose 5 und einem Stecker 6. Diese Steckvorrichtung kann auf der Basis der üblichen Steck­ vorrichtungen für die Stromversorgung externer Geräte, beispielsweise Haushaltsgeräte, konzipiert sein. Dabei kann es sich um eine solche Steckvorrichtung mit einem Schutzkontaktsystem handeln.

Bei dem Stecker 6 handelt es sich um eine Ausführung vom Typ "angeflexter Stecker", bei dem Stecker 6 und An­ schlußleitung 7 unlösbar miteinander verbunden sind. Der Stecker 6 besteht aus einem Isolierkörper 8 aus Gummi oder PVC mit einer Leitungseinführungstülle 9. In den Isolierkörper 8 eingebettet ist ein Basiskörper 10 aus hartelastischem Isolierstoff, an dem die Steckerstifte 11 befestigt sind. Das Ende der Anschlußleitung 7 ist in die Leitungseinführungstülle 9 eingebettet und die elektri­ schen Leitungsadern L, N, sind an Klemm- oder Crimphülsen 12 der Steckerstifte 11 oder einem nicht dar­ gestellten Schutzkontakt befestigt. In die elektrische Anschlußleitung 7 ist außer den elektrischen Leitungs­ adern noch wenigstens ein Lichtwellenleiter 13 eingebet­ tet, der in einer Aufnahme 14 des Basiskörpers 10 geführt und mit seiner optisch wirksamen Querschnitts-Stirnfläche bis in die Stirnfläche 15 des Steckers 6 vorgezogen und durch ein Lichtfenster 16 hindurch mit einem Lichtfenster 17 der Steckdose 5 optisch koppelbar ist. Die optische Kopplung des Lichtleiters 13 mit der Steckdose 5 erfolgt gleichzeitig durch das Einführen des Steckers 6 in die Steckdose 5. Bei dem Lichtfenster 16 handelt es sich im einfachsten Fall um die Lichtaustritts-Stirnfläche des Lichtwellenleiters 13, es kann aber auch eine optische Scheibe oder Linse vor dem Lichtwellenleiter 13 angeord­ net werden. Über den Lichtwellenleiter 13 können Signale übertragen werden, die durch das Lichtfenster 16 und am Ende der Anschlußleitung 7 eingekoppelt werden. Die Über­ tragung kann also in beide Richtungen und gleichzeitig über den einen Lichtwellenleiter 13 erfolgen.

Die Steckdose 5 besteht aus einem Isolierstoffsockel 18 mit elektrischen Kontaktelementen 19 für die Steckerstif­ te 11 und nicht näher bezeichneten Anschlußklemmen für die Netzleitung 20. Der Isolierstoffsockel 18 ist an ei­ nem Tragorgan 21 befestigt zum wandparallelen Einbau in einer nicht dargestellten Unterputz-Dose. Die Befestigung in der Unterputz-Dose erfolgt mit den Spreizelementen 22, die durch nicht näher bezeichnete Schrauben betätigbar sind. Dem Isolierstoffsockel 18 ist eine Abdeckung 23 vorgesetzt. Die Abdeckung 23 besteht hier aus einem Zen­ traleinsatz mit einer topfförmigen Aufnahme 24 für den Stecker 6 und einem, den Zentraleinsatz umgebenden Ab­ deckrahmen 25. Zentraleinsatz und Abdeckrahmen 25 können einstückig ausgebildet sein.

Die Steckdose 5 besitzt am Isolierstoffsockel 18 eine rückseitige (wandseitige) Aufnahme 26 für einen elektro­ optischen Wandler (Sender) 27 und einen optoelektroni­ schen Wandler (Empfänger) 28, deren Sendeelement 27a und Empfangselement 28a durch das Lichtfenster 17 in der Ab­ deckung 23 hindurch mit dem steckerseitig vorgesehenen Lichtwellenleiter 13 optisch koppelbar sind zum Übertra­ gen von Sende- und Empfangssignalen. Als Sendeelement 27a kann eine Lumineszenzdiode und als Empfangselement eine Fotodiode verwendet werden, die beide räumlich eng neben­ einander angeordnet sind und sich auf einer Trägerplatine 30 befinden. Über eine Luftstrecke oder einen Lichtleiter 29 sind die Sende- und Empfangselemente 27a, 28a optisch mit dem Lichtfenster 17 gekoppelt.

Die elektrooptische Sende- und Empfangseinrichtung 31, zu der auch der elektrooptische Wandler 27 mit dem Sendeele­ ment 27a und der optoelektronische Wandler 28 mit den Empfangselement 28a gehören, ist auf der Leiterbahnplati­ ne 30 aufgebaut und elektrisch mit dem Busankoppler BA verbunden. Der Busankoppler BA kann ebenfalls auf der Leiterbahnplatine angeordnet oder als separater Apparat ausgebildet sein, der neben der Steckdose 5 in einer se­ paraten Unterputz-Dose installiert und an den Bus über eine Steckverbindung 32 angeschlossen ist.

Die elektrooptische Sende- und Empfangseinrichtung 31 enthält außer dem elektrooptischen Wandler 27 mit Sendee­ lement 27a und dem optoelektronischen Wandler 28 mit Emp­ fangselement 28a noch einen Modulator 35, einen Demodula­ tor 36, eine Austastschaltung 37 und einen Impulsformer 38.

Der Modulator 35 ist mit seinem Eingang an die Sendelei­ tung 34 der AST-Schnittstelle angeschlossen und liegt mit seinem Ausgang A1, über dem Sendeleiter 34a, am Eingang des elektrooptischen Wandlers 27.

Der Demodulator 36 ist mit seinem Ausgang über die Emp­ fangsleitung 33 an die AST-Schnittstelle des Busankoppler BA angeschlossen. An den Eingang des Demodulators 36 ist über die Empfangsleitung 33a der Ausgang der Austast­ schaltung 37 angeschlossen. Der eine Eingang E1 der Aus­ tastschaltung ist über die Empfangsleitung 33b an den op­ toelektronischen Wandler 28 angeschlossen. Der andere Eingang E2 der Austastschaltung 37 liegt am Ausgang des Impulsformers 38, der mit seinem Eingang am Ausgang A1 bzw. am Eingang des elektrooptischen Wandlers 27 liegt. In Fig. 1 erfolgt der Anschluß am Abzweig X der Sende­ leitung 34a.

Der Busankoppler BA empfängt und sendet Telegramme über den Bus. An der AST-Schnittstelle des Busankopplers BA wird ein über den Bus empfangenes Telegramm als Informa­ tion in digitaler Form über die Steckvorrichtung 5, 6 an das Endgerät, beispielsweise ein Haushaltsgerät, gesendet. Vom Busankoppler BA werden Datenbits über die Sendelei­ tung 34 zum Modulator 35 seriell übertragen. Die Fig. 2a zeigt ein solches 0-Bit an der Stelle "a" in Fig. 1 mit einer Bitlänge T = ¹/_fBaud. Der Modulator 35 zerlegt das 0-Bit in einen positiven Sende-Puls SIP mit einer konstanten Pulsfolgefrequenz. Hierbei kann beispielsweise die Schrittdauer eines Impulses 0,5 µs und die Pulsfolgefre­ quenz 8 µs betragen. Die Fig. 2b zeigt ein solches Im­ pulspaket mit der Pulsfolgefrequenz T₁ ^-1, das über die Sendeleitung 34a zum elektrooptischen Wandler 27 gelangt und mit dem Sendeelement 27a in optischer Form emittiert und durch die Fenster 17, 16 hindurch in den steckersei­ tigen Lichtwellenleiter eingekoppelt zum Endgerät über­ tragen und dort wieder in ein elektrisches Signal umge­ wandelt wird. Dieses Signal veranlaßt das Endgerät, eine bestimmte Funktion auszuführen. Die Informationsübertra­ gung erfolgt über den einen Lichtwellenleiter 13 in beide Richtungen und gleichzeitig, wobei eine asynchrone Über­ tragung erfolgt. Um einen störungsfreien Betrieb zu er­ möglichen, sind besondere Maßnahmen erforderlich, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.

Vom Endgerät werden über den Lichtwellenleiter 13 Daten­ bits übertragen, von denen die 0-Bits ebenfalls als Im­ pulspakete mit einer bestimmten Schrittdauer (ca. 0,5 µs) und konstanter Pulsfolgefrequenz T₂ ^-1 vorliegen. Die Puls­ folgefrequenz T₂ ^-1 der vom Endgerät zum Bus übertragenen Impulspakete ist im Ausführungsbeispiel kleiner als die Pulsfolgefrequenz T₁ ^-1 der in entgegengesetzter Richtung übertragenen Pulse und kann beispielsweise 10 µs betragen.

Die aus dem steckerseitigen Lichtwellenleiter 13 durch das Fenster 16 und Fenster 17 hindurch emittierten Licht­ signale in Form von Empfangs-Pulsen EIP werden in das Empfangselement 28a des optoelektrischen Wandlers 28 ein­ gekoppelt. Ferner sind durch Lichtstreuung des Sendeele­ mentes 27a Streulicht-Pulse SSIP in das Empfangselement 28a eingekoppelt, die zusammen mit den Empfangs-Pulsen EIP negative Summensignal-Pulse SUIP = SSIP + EIP, gemäß Fig. 2d, bilden. Die Streusignal-Pulse SSIP laufen syn­ chron und phasengleich mit den Sende-Pulsen SIP, haben möglicherweise eine leicht verzerrte Form, die einer Im­ pulslänge bis max. 2 µs entspricht. Dieses Summensignal SUIP steht am Eingang E1 der Austastschaltung 37 an.

Der Impulsformer 38 wird getriggert von den Sende-Pulsen SIP und erzeugt zu den Sende-Pulsen SIP phasengleiche und synchrone Austast-Pulse AIP mit einer Schrittdauer eines Impulses, die größer ist als die Schrittdauer eines Im­ pulses der Streulicht-Pulse SSIP, gemäß Fig. 2c. Diese Austast-Pulse AIP stehen an Eingang E2 der Austastschal­ tung 37 an.

In der als Differenzstufe ausgebildeten Austastschaltung 37 wird durch Subtraktion des Austast-Pulses AIP und des Summensignal-Pulses SUIP der Streusignal-Puls SSIP elimi­ niert (SUIP-SSIP). Am Ausgang der Austastschaltung 37 stehen invertierte Empfangs-Pulse EIPinv. = SUIP-ESIP an (Fig. 2e), die im Demodulator 36 in 0-Bits umgewandelt werden (Fig. 2f) und über die AST-Schnittstelle in den Busankoppler BA gelangen, dort in ein Datentelegramm ge­ formt und über den Bus an eine Empfangsadresse eines Bu­ steilnehmers gesendet werden. Wie die Fig. 2 zeigt, lau­ fen das 0-Bit des Sendesignals TxD und das 0-Bit des Emp­ fangssignals RxD fast synchron, jedoch sind die Sendele­ mente 27 nicht synchronisiert.

Wie Fig. 2d zeigt, tritt im Summensignal-Puls SUIP eine Kollision von einem Streusignal-Impuls und einem Emp­ fangs-Impuls auf. Dadurch entsteht im Empfangs-Puls EI­ Pinv. (Fig. 2e) eine Lücke. Ein Datenverlust tritt da­ durch nicht auf.

Claims (9)

1. Elektrische Steckvorrichtung (5, 6) mit einer Steckdo­ se (5), die einen Sockel (18) mit Kontaktelementen (19) und Anschlußklemmen für Netzleitungen und eine dem Sockel (18) vorgesetzte Abdeckung (23) aufweist, wobei in der Steckdose (5) ein elektrooptischer Wand­ ler (27) mit einem Sendeelement (27a) und ein opto­ elektronischer Wandler (28) mit einem Empfangselement (28a) eingebaut sind, die elektrisch an einen elektro­ nischen Busankoppler (BA) angeschlossen sind, der elektrische Binärsendesignale (TxD) an den elektroop­ tischen Wandler (27) abgibt und elektrische Binäremp­ fangssignale (RxD) vom optoelektronischen Wandler (28) erhält und der mit einer elektrischen Busleitung ver­ bindbar ist, auf der ein Signalverkehr zwischen Bu­ steilnehmern stattfindet, und die Sende- und Empfang­ selemente (27a, 28a) durch ein Lichtfenster (17) in der Abdeckung (23) hindurch mit einem steckerseitig vorgesehenen Lichtwellenleiter (13) optisch koppelbar sind zum Senden und Empfangen der optischen Binärsi­ gnale (TxD, RxD) eines Busteilnehmers, dadurch gekennzeichnet, daß jedes 0-Bit oder 1-Bit des Sende- und Empfangssignals (TxD, RxD) als Puls (SIP, EIP) ausgebildet ist, und der Sende-Puls (SIP) eine andere Pulsfolgefrequenz (T1^-1) besitzt als der Emp­ fangs-Puls (EIP), daß das Empfangselement (28a) Sum­ mensignal-Pulse (SUIP) empfängt, die sich aus Streu­ licht-Sende-Pulsen (SSIP) des Sendeelementes (27a) und Empfangs-Pulsen (EIP) zusammensetzen und einem Eingang (E1) einer Austastschaltung (37) zugeführt werden, die über einen weiteren Eingang (E2) synchron mit den elektrischen Sende-Pulsen (SIP) laufende Austast-Pulse (AIP) erhält, mit denen die über das Empfangselement (28a) eingekoppelten Streulicht-Sende-Pulse (SSIP) aus den Summensignal-Pulsen (SUIP) ausgetastet werden.

2. Elektrische Steckvorrichtung (5, 6) mit einer Steckdo­ se (5), die einen Sockel (18) mit Kontaktklemmen (19) und Anschlußklemmen für Netzleitungen und eine dem Sockel (18) vorgesetzte Abdeckung (23) aufweist, wobei in der Steckdose (5) ein elektrooptischer Wandler (27) mit einem Sendeelement (27a) und ein optoelektroni­ scher Wandler (28) mit einem Empfangselement (28a) eingebaut sind, die elektrisch an einen elektronischen Busankoppler (BA) angeschlossen sind, der elektrische Binärsendesignale (TxD) an den elektrooptischen Wand­ ler (27) abgibt und elektrische Empfangssignale (RxD) vom optoelektronischen Wandler (28) erhält und der mit einer elektrischen Busleitung verbindbar ist, auf der ein Signalverkehr zwischen Busteilnehmern stattfindet, und die Sende- und Empfangselenente (27a, 28a) durch ein Lichtfenster (17) in der Abdeckung (23) hindurch mit einem steckerseitig vorgesehenen Lichtwellenleiter (13) optisch koppelbar sind zum Senden und Empfangen der optischen Signale (TxD, RxD) eines Busteilnehmers, dadurch gekennzeichnet, daß jedes 0-Bit oder 1-Bit des Sendesignals (TxD) als Sende-Puls (SIP) ausgebildet ist und das Empfangselement (28a) außer dem Empfangs­ signal (RxD) noch Streulicht-Sende-Pulse (SSIP) des Sendeelementes (27a) empfängt, die im Empfangssignal (RxD) eingekoppelt sind, das einem Eingang (E1) einer Austastschaltung (37) zugeführt wird, die über einen weiteren Eingang (E2) mit den Sende-Pulsen (SIP) syn­ chronisierte Austast-Pulse (AIP) erhält, mit denen die über das Empfangselement (28a) eingekoppelten Streu­ licht-Sende-Pulse (SSIP) aus dem Empfangssignal (RxD) ausgetastet werden.

3. Elektrische Steckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes 0-Bit des Sen­ designals (TxD) als positives Pulspaket (SIP) aus­ gebildet ist, von dem ein positives Austast-Pulspaket (AIP) nachgebildet ist, dessen Schrittdauer eines Im­ pulses größer ist als die Schrittdauer eines Impulses des Pulspaketes (SIP).

4. Elektrische Steckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Summensignal-Puls (SUIP) am Ausgang des optoelektrischen Wandlers (28) negativ ausgebildet ist und die Schrittdauer eines Im­ pulses des Streusignal-Pulses (SSIP) kleiner ist als die Schrittdauer eines Impulses des Austast-Pulses (AIP).

5. Elektrische Steckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austastschaltung (37) als Differenzstufe mit wenigstens zwei Eingängen (E1, E2) ausgebildet ist.

6. Elektrische Steckvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzstufe eine Inverter­ stufe enthält.

7. Elektrische Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Ausgang des optoelektrischen Wandlers (28) an einem Eingang (E1) der Differenzstufe (Austastschaltung 37) angeschlossen ist und zwischen dem anderen Eingang (E2) und dem Eingang des elektrooptischen Wandlers (27) eine Austastpulsformerstufe (38) geschaltet ist.

8. Elektrische Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem elektrooptischen Wandler (27) und dem Busankoppler (BA) ein Modulator (35) geschaltet ist, der an den Sendeausgang einer Anwendungs-Schnittstelle (AST) des Busankopplers (BA) angeschlossen ist.

9. Elektrische Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Aus­ gang der Austastschaltung (37) und dem Busankoppler (BA) ein Demodulator (36) geschaltet ist, der an den Empfängereingang der Anwendungs-Schnittstelle (AST) des Busankopplers (BA) angeschlossen ist.