DE19714970C2 - Koppelelement für Lichtwellenleiterkabel - Google Patents
Koppelelement für LichtwellenleiterkabelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Koppelelement für Lichtwellenlei
terkabel mit einer Koppelelementhülle, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Aus DE 41 14 156 A1 ist bereits ein solches Koppelelement für
Lichtwellenleiterkabel bekannt. Darüber hinaus werden zwei
vom Gehäuse des optoelektrischen Wandlerteils nach vorne
springende Lichtzapfen vorgesehen, zwischen denen keinerlei
Abschattungselemente angeordnet sind.
Aus DE 35 17 388 C2 ist ein einstückiges Kabelaufnahmeteil
bekannt, in das separat ein optisches Sendeelement und ein
optisches Empfangselement eingesetzt sind. Die beiden opti
schen Elemente sitzen in zwei Wandleraufnahmehohlräumen. Die
beiden Wandlerhohlräume sind durch eine Trennwand voneinander
getrennt. Die Funktion der Trennwand ist in diesem Dokument
nicht explizit genannt. Doch wird anhand der Aufgabe und der
Zielrichtung dieser Druckschrift deutlich, dass die Trennwand
die Funktion hat, eine sichere Führung der beiden optischen
Elemente in den Wandleraufnahmehohlräumen sicherzustellen,
damit kein Spiel der optischen Elemente in den Hohlräumen ge
geben ist.
In der Signalverarbeitung werden immer häufiger Lichtwellen
leiterkabel zur Signalübertragung eingesetzt. In der Licht
leitertechnik werden elektrische Signale in Lichtsignale um
gewandelt. Mit Hilfe von Glas- oder Kunststofffasern wird das
Licht dann über lange Strecken transportiert. Am Ende der
Übertragung werden die Lichtimpulse wieder in elektrische Si
gnale umgewandelt. An der Eingangsstelle der Übertragungs
strecke wird das Licht in die Lichtwellenleiterkabel über ge
eignete elektrische Komponenten, z. B. Sendedioden, eingekop
pelt. Die Lichtwellenleitertechnik bietet eine Reihe von Vor
teilen. So können die Lichtwellenleiterkabel parallel zu an
deren elektrischen Kabeln verlegt werden, ohne daß Brummspan
nungen, elektromagnetische Störungen oder Hochfrequenzein
strahlung negative Auswirkungen haben. Der größte Vorteil der
Lichtwellenleiterkabel liegt in der sehr hohen Bandbreite,
wodurch eine Vielzahl von Informationen gleichzeitig übertra
gen werden kann.
Um eine optische Datenübertragungsstrecke von einer Sende
stelle zu einer Empfangsstelle zu realisieren, ist es notwen
dig, die elektrischen Signale der Sendestelle in optische Si
gnale umzuformen, über das Lichtwellenleiterkabel zur Emp
fangsstelle zu senden und dort über ein optronisches Emp
fangselement, z. B. eine Fotodiode oder einen Fototransistor,
wieder in elektrische Signale zurückzuwandeln. Hierfür sind
bereits geeignete Koppelelemente für Lichtwellenleiterkabel,
beispielsweise in dem Katalog der Fa. Conrad "Electronic Welt
01/1997" auf Seite 668, bekannt. Die Koppelelemente verfügen
über eine Koppelelementhülle, in die von einer Seite ein
einadriges Lichtwellenleiterkabel einsteckbar ist. Je nach
dem, ob in die Koppelelementhülle eine Sendediode oder ein
Empfängerelement eingesetzt ist, ist ein Lichtwellenleiter
sender- oder ein Lichtwellenleiterempfänger-Koppelelement
realisiert.
Eine bidirektionale Übertragung von Lichtsignalen mit solchen
bekannten Koppelelementen erfordert die parallele Anordnung
von zwei Lichtwellenleiterkabeln, die jeweils nur in eine
Richtung übertragen. Dies bedeutet, daß das erste Lichtwel
lenleiterkabel von A nach B und das zweite Lichtwellenleiter
kabel von B nach A überträgt. Die Bauweise ist aufwendig, da
hierfür insgesamt vier Koppelelemente benötigt werden und
zwei Lichtwellenleiterkabel konfektioniert und damit in oder
an geeignete Koppelelementhüllen montiert werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Koppelelement
für Lichtwellenleiterkabel anzugeben, das in einfacher Weise
eine bidirektionale Übertragung von Informationen ermöglicht
und bei dem eine gegenseitige Beeinflussung des Lichteinfalls
und Lichtausfalls des optischen Empfangselementes bzw. des
optischen Sendeelementes verhindert wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Koppelelement der eingangs ge
nannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung sieht also die Verwendung eines einzigen Licht
wellenleiterkabels mit zwei optischen Fasern vor. Die Sende-
und Empfangselemente, z. B. Sende- und Empfangsdioden, sind
innerhalb eines Gehäuses integriert. Der Abstand zwischen der
Lichtaustrittsfläche des Sendeelementes und der Lichtemp
fangsfläche des Empfangselementes stimmt mit dem Abstand der
beiden optischen Fasern der Lichtwellenleitung überein und
ist direkt gegenüber den Ankoppelflächen der optischen Fasern
angeordnet, wodurch eine optimale Lichtkopplung möglich ist.
Durch den Einsatz eines gemeinsamen Gehäuses zur Aufnahme so
wohl des optischen Sende- als auch des optischen Empfangsele
mentes wird außerdem der Montageaufwand beim Zusammenfügen
des Koppelelementes nach der Erfindung vereinfacht.
Gemäß der Erfindung ist ein Abschattungsteil vorgesehen, das
zwischen die Lichtaustrittsseite und die Lichtempfangsseite
des Sende- und Empfangselementes eingeschoben ist. Ein sol
ches Abschattungsteil verhindert weitgehend eine gegenseiti
ge, optische Beeinflussung der Sende- und Empfangselemente im
Betrieb. Das Abschattungsteil kann hierbei ein plattenförmi
ges, mit der Koppelelementhülle einstückig verbundenes Teil
sein, welches bei der Montage des Koppelelements zwischen ei
ne Nut des Gehäuses, das das Sende- und Empfangselement ent
hält, greift.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Koppelelements
besteht darin, daß für eine bidirektionale Übertragung nur
zwei Koppelelemente notwendig sind, nämlich am Anfang und am
Ende des Lichtwellenleiterkabels. Der Aufwand für die Lei
tungskonfektionierung ist deshalb im Vergleich zu den bisher
bekannten bidirektionalen Lichtwellenleiter-Übertragungs
strecken halbiert.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist innerhalb des Gehäu
ses, in das das Sendeelement und Empfangselement eingebaut
ist, zusätzlich eine Steuereinheit integriert. Diese elektri
sche Steuereinheit sorgt bereits für eine Signalverarbeitung
bzw. Signalaufbereitung, so daß ein "intelligentes" optisches
Koppelelement zur Verfügung steht.
Aus dem das Sendeelement und Empfangselement und vorzugsweise
auch die elektrische Steuereinheit enthaltenden Gehäuse ragen
Anschlußklemmen, die entweder parallel zur Lichtempfangsrich
tung bzw. Lichtsenderichtung oder orthogonal hierzu ausge
richtet sind. Das Gehäuse kann beispielsweise eine zumindest
annähernd zylindrische Form aufweisen, bei der die Licht
austritts- bzw. und Lichtempfangsflächen der Sende- und Emp
fangselemente entweder auf der vorderen Stirnseite oder auf
der Mantelfläche des Gehäuses sitzen.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung verfügt die
Koppelelementhülle des Koppelelements über einen vorderen
z. B. kastenförmigen, verhältnismäßig starren Teil, von wel
chem sich zur Kabelaustrittsseite hin ein flexibles Manschet
tenteil einstückig angeformt wegerstreckt. Die Koppelelement
hülle kann z. B. aus thermoplastischem Kunststoff gebildet
sein.
Das Koppelelement nach der Erfindung wird nachfolgend im Zu
sammenhang mit Ausführungsbeispielen anhand von Figuren näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Ein Ausführungsbeispiel eines Koppelelements nach
der Erfindung in Schnittansicht,
Fig. 2 ein Gehäuse mit integriertem Sende- und Empfangs
element in Seitenansicht,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gehäuses mit
integriertem Sende- und Empfangselement,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gehäuses mit
integriertem Sende- und Empfangselement und
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Koppelelements für
Lichtwellenleiterkabel nach der Erfindung in per
spektivischer Darstellung.
In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders
angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher
Bedeutung.
In Fig. 1 ist das vordere Koppelelementteil einer Koppelele
menthülle 10 in Schnittansicht dargestellt. Die Koppelele
menthülle 10 verfügt über eine erste Aufnahmeöffnung 12, in
welcher ein zwei optische Fasern 22, 24 aufweisendes Licht
wellenleiterkabel 20 sitzt. Die beiden optischen Fasern 22,
24 des Lichtwellenleiterkabels 20 sind von einem Kabelmantel
26 umgeben. Zwischen den beiden optischen Fasern 22, 24 be
findet sich eine Trennwand 30. Stirnseitig ist das Lichtwel
lenleiterkabel 20 derart offengelegt, daß die Ankoppelflächen
22a, 24a der optischen Fasern 22, 24 freiliegen, so daß eine
Lichtein- bzw. Lichtauskopplung möglich ist.
Das Lichtwellenleiterkabel 20 sitzt mit seinem Kabelmantel 26
noch in einer Griffhülle 33, die ebenfalls in die erste Auf
nahmeöffnung 12 eingeführt ist. Die Griffhülle 32 weist einen
vorderen ersten Abschnitt mit einem Außendurchmesser auf, der
etwas kleiner ist als der Außendurchmesser des sich zur Kabe
laustrittsseite hin erstreckenden Bereiches. Die Koppelele
menthülle 10 weist eine hervorspringende Kante 16 auf, so daß
sich bei eingesetztem Lichtwellenleiterkabel 20 samt Griff
hülle 32 in die erste Aufnahmeöffnung 12 eine ringförmige
Ausnehmung ergibt, in die ein Dichtring 28 eingesetzt ist.
Die Koppelelementhülle 10 weist eine zweite Aufnahmeöffnung
14 auf, welche sich orthogonal zur ersten Aufnahmeöffnung 12
erstreckt und in welcher ein Gehäuse 40 mit einem inte
grierten Sendeelement und einem integrierten Empfangselement
46 sitzt. Das Sendeelement 42 kann eine Sendediode und das
Empfangselement 46 eine Fotodiode oder ein Fototransistor
sein. Das Sendeelement 42 ist so innerhalb des Gehäuses 40
angeordnet, daß deren Lichtaustrittsfläche 44 direkt gegen
über der Ankoppelfläche 22a der optischen Faser 22 sitzt. Die
Lichtempfangsfläche 48 des Empfangselementes 46 ist direkt
gegenüber der Ankoppelfläche 24a der optischen Faser 24 ange
ordnet. Zusätzlich befindet sich vorzugsweise innerhalb des
Gehäuses 40 eine elektrische Steuereinheit 50, z. B. ein inte
grierter Schaltkreis, der mit dem Empfangselement 42 und Sen
deelement 46 in Verbindung steht. Aus dem Gehäuse 40 ragen
nach unten Anschlußklemmen 42, die aus der Koppelelementhülle
10 des Koppelelements geführt sind, so daß sie beispielsweise
von einer Leiterplatte kontaktierbar sind. Die Anschlußklem
men 52 können beispielsweise Lötstifte sein. Das Gehäuse 40
und die Anschlußklemmen 52 sind innerhalb der zweiten Aufnah
meöffnung 14 von einer Vergußmasse 54 umgeben, so daß eine
Abdichtung innerhalb der Koppelelementhülle 10 sichergestellt
ist.
Mit einer derartigen Ausbildung des Koppelelements ist es in
einfacher Weise möglich, eine bidirektionale optische Über
tragungsstrecke zu realisieren. Das zwei optische Fasern 23,
24 enthaltende Lichtwellenleiterkabel 20 muß lediglich an
seinem Anfang und an seinem Ende in eine Koppelelementhülle
10 gesteckt werden, wie diese in Fig. 1 beispielhaft gezeigt
ist. Da in der Koppelelementhülle 10 jeweils ein Sende- und
Empfangselement integriert ist, ist eine bidirektionale In
formationsübertragung über die beiden optischen Fasern 23, 24
des Lichtwellenleiterkabels 20 durchführbar.
Fig. 2 zeigt das Gehäuse 40 in Draufsicht auf diejenige Ge
häuseoberseite, in der die Lichtaustrittsfläche 24 und Licht
empfangsfläche 28 des Sendeelementes 42 und Empfangselementes
46 sitzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ragen aus der
Unterseite des Gehäuses 40 insgesamt fünf Anschlußklemmen 52
hervor.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gehäuses
40, in das ein Sendeelement 42 und ein Empfangselement 46 in
tegriert ist, gezeigt. Das Gehäuse 40 weist einen annähernd
zylindrischen Körper auf, der an seiner unteren Stirnfläche
mit einer hervorspringenden ringförmigen Schulter 62 versehen
ist. Das gesamte Gehäuse 40 kann beispielsweise aus Kunst
stoff bestehen. An der dem Betrachter zugewandten Mantelflä
che, die im vorliegenden Beispiel etwas abgeflacht ist, be
finden sich jetzt im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der
Fig. 1 und 2 die Lichtaustrittsfläche 44 und Lichtempfangs
fläche 48 nebeneinander auf etwa halber Höhe des zylindri
schen Gehäuses 40 angeordnet. Das Gehäuse 40 weist eine sich
von der Schulter 62 bis zur oberen Stirnseite erstreckende
Nut 60 auf, die zwischen der Lichtaustrittsfläche 44 und
Lichtempfangsfläche 48 liegt. In diese Nut 60 kann, wie die
Schnittdarstellung von Fig. 3 zeigt, ein Abschattungsteil 18
eingeschoben werden, um eine gegenseitige Beeinflussung des
Lichteinfalls und Lichtausfalls des Empfangselementes 46 bzw.
Sendeelementes 42 weitgehend zu verhindern. Das Abschattungs
teil 18 ist beispielsweise als hervorspringender Keil ein
stückig an eine Wandung der Koppelelementhülle 10 des Koppe
lelements angeformt.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gehäuses
40 mit integriertem Sendeelement 42 und Empfangselement 46
dargestellt. Das Gehäuse 40 ist wieder mindestens annähernd
zylindrisch geformt und verfügt über eine hervorspringende
untere Schulter 62. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel von
Fig. 3 sitzen die Lichtaustrittsfläche 44 und Lichtempfangs
fläche 48 jetzt auf der vorderen Stirnseite des Gehäuses 40.
Zwischen diesen beiden Lichtaustrittsflächen 44 und Lichtemp
fangsflächen 48 ist erneut eine Nut 60 eingebracht, in der
ein Abschattungsteil 18, wie die Schnittansicht von Fig. 4
zeigt, einschiebbar ist.
Fig. 5 zeigt in perspektivischer Ansicht eine mögliche Aus
führungsform des Koppelelements nach der Erfindung. Das Kop
pelelement weist eine Koppelelementhülle 10 mit einem kasten
förmigen vorderen Teil 10a auf, von welchem sich ein flexi
bles Manschettenteil 10b in Richtung Kabelaustrittsseite ein
stückig wegerstreckt. In dieses Manschettenteil 10b und das
kastenförmige Teil 10a ist das Lichtwellenleiterkabel 20, das
in seinem Steckbereich von einem Griffteil 80 umgeben ist,
eingesteckt. Zur Halterung des Lichtwellenleiterkabels 20 in
nerhalb der Koppelelementhülle 10 ist eine rastende Verbin
dung vorgesehen. Diese rastende Verbindung ist im dargestell
ten Ausführungsbeispiel durch eine Rastöffnung 10c in dem ka
stenförmigen Teil 10a der Koppelelementhülle 10 und eine ent
sprechende Rastnase 80a auf dem Griffteil 80 realisiert.
Das dargestellte Koppelelement ist zur Lötmontage geeignet.
Hierfür ragen aus dem kastenförmigen Teil 10a der Koppelele
menthülle 10 Anschlußklemmen 52 hervor, die orthogonal zur
axialen Erstreckung des Lichtwellenleiterkabels 20 ausgerich
tet sind.
Claims (10)
1. Koppelelement für Lichtwellenleiterkabel mit einer Kop
pelelementhülle, in welcher ein Lichtwellenleiterkabel in ei
ner ersten Aufnahmeöffnung und ein optisches Sende- oder Em
pfangselement in einer zweiten Aufnahmeöffnung sitzt, wobei
das Lichtwellenleiterkabel (20) zwei parallel zueinander ver
laufende optische Fasern (22, 24) aufweist und in der zweiten
Aufnahmeöffnung (14) innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses ein
optisches Sendeelement (42) und ein optisches Empfangselement
(46) derart angeordnet ist, dass deren Lichtaustrittsfläche
(44) bzw. Lichtempfangsfläche (48) jeweils mit einer Ankop
pelfläche (22a, 24a) der optischen Fasern (22, 24) lichtge
koppelt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem ge
meinsamen Gehäuse im Bereich zwischen dem optischen Sendeele
ment (42) und dem optischen Empfangselement (46) eine Nut
(60) vorgesehen ist und dass ein Abschattungsteil (18) an der
Koppelelementhülle so angeordnet ist, dass es in die Nut (60)
des gemeinsamen Gehäuses eingreift und es damit zwischen der
Lichtaustrittsfläche (44) des Sendeelementes (42) und der
Lichtempfangsfläche (48) des Empfangselementes (46) angeord
net ist.
2. Koppelelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sende
element (42) und Empfangselement (46) in ihrem gemeinsamen
Gehäuse (40) mit in gleiche Richtung weisender Lichtaus
trittsfläche (44) bzw. Lichtempfangsfläche (48) sitzen.
3. Koppelelement nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb
des Gehäuses (40) eine elektrische Steuereinheit (50) inte
griert ist.
4. Koppelelement nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Ge
häuse (40) Anschlußklemmen (52) in eine Richtung herausge
führt sind, die parallel zur Lichtempfangs- bzw. Lichtsende
richtung des Empfangselementes (46) bzw. Sendeelementes (42)
verläuft.
5. Koppelelement nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Ge
häuse (40) Anschlußklemmen (52) in eine Richtung herausge
führt sind, die orthogonal zur Lichtempfangs- bzw. Lichtsen
derichtung des Empfangselementes (46) bzw. Sendeelementes
(42) verläuft.
6. Koppelelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse
(40) eine mindestens annähernd zylindrische Form aufweist und
daß die Lichtaustrittsfläche (44) und Lichtempfangsfläche
(48) des Sendeelementes (42) und Empfangselementes (46) ent
weder zusammen auf einer Stirnseite des Gehäuses (40) oder
auf der Mantelfläche des Gehäuses (40) angeordnet sind.
7. Koppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sendee
lement (42) als Fotodiode oder Fototransistor ausgebildet
ist.
8. Koppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ab
schattungsteil (18) ein plattenförmiges und mit der Koppele
lementhülle (10) einstückig verbundenes Teil ist, welches
zwischen dem Sendeelement (42) und Empfangselement (46)
sitzt.
9. Koppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Koppe
lelementhülle (10) einen vorderen Teil (10a) aufweist, von
welchem sich zur Kabelaustrittsseite hin ein flexibles Man
schettenteil (10b) einstückig angeformt wegerstreckt.
10. Koppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9
dadurch gekennzeichnet, daß die An
schlußklemmen (52) Kontaktstifte zur Leiterplattenmontage
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997114970 DE19714970C2 (de) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | Koppelelement für Lichtwellenleiterkabel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997114970 DE19714970C2 (de) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | Koppelelement für Lichtwellenleiterkabel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19714970A1 DE19714970A1 (de) | 1998-10-22 |
DE19714970C2 true DE19714970C2 (de) | 1999-11-18 |
Family
ID=7826111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997114970 Expired - Fee Related DE19714970C2 (de) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | Koppelelement für Lichtwellenleiterkabel |
Country Status (1)
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DE (1) | DE19714970C2 (de) |
Cited By (1)
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- 1997-04-10 DE DE1997114970 patent/DE19714970C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE19714970A1 (de) | 1998-10-22 |
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