DE2611011C2

DE2611011C2 - Repeater für aus Monomode- oder Multimode-Lichtleitfasern aufgebaute Übertragungsstrecken

Info

Publication number: DE2611011C2
Application number: DE19762611011
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr.phil.nat Dipl.-Phys. 6230 Frankfurt Fußgänger; Hans-Jürgen Dipl.-Ing. 6550 Bad Kreuznach Matt
Original assignee: Fraunhofer Institut fuer Nachrichtentechnik Heinrich Hertz Institute HHI
Current assignee: Fraunhofer Institut fuer Nachrichtentechnik Heinrich Hertz Institute HHI
Priority date: 1976-03-12
Filing date: 1976-03-12
Publication date: 1983-08-11
Also published as: DE2611011A1

Description

2. Repeater nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (4) als Steckverbinder ausgebildet sind. >i

3. Repeater nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbinder fixierbar sind.

4. Repeater nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbinder Doppelexzentersteckverbinder sind, hl)

5. Repeater nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeweils mindestens einem Ende des Gradientenfaserstückes (5) im Empfangsteil bzw. des Monomodefaserstückes (10) im Sendeteil eine Lochblende (13,14) vorgesehen ist. *■->

6. Repeater nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblende (13, 14) aus einer Lackabdeckung besteht.

7. Repeater nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der optoelektrische Wandler (6) einß Photodiode ist

8. Repeater nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrooptische Wandler (9) ein Halbleiterlaser ist

9. Repeater nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der optoelektrische Wandler (6) bzw. der elektrooptische Wandler (9) ein Bauelement in der Technik der integrierten Optik ist

Die Erfindung betrifft einen Repeater für aus Monomode- oder Multimode-Lichtleitfasern aufgebaute Übertragungsstrecken, mit justierbaren optischen Koppeianordnungen zum Anschließen der fasern der Übertragungsstrecke an den Repeater.

Aus der DE-PS 12 54 513 ist ein mehrstufiges optisches Übertragungssystem bekannt Dabei werden elektrische Signale mit elektrooptischen Wandlern, z. B. Halbleiter-Laserdioden, in Lichtsignale umgewandelt und in dieser Form über Glasfasern von einem Ort A zu einem Ort B übertragen. Am Ende einer Glasfaserstrekke werden die Lichtsignale mit optoelektrischen Wandlern, z. B. itiotodioden, wieder in elektrische Signale zurückgewandelt. Für längere Strecken sind in gewissen Abständen Einrichtungen für die Zwischenverstärkung der übertragenen Signale bzw. die Impulsaufbereitung oder Impulsformung vorzusehen. Derartige Einrichtungen werden allgemein mit »Repeater« bezeichnet Der gegenseitige Abstand von Repeatern bzw. deren Dichte in einem Netz hängt davon ab, weiche Entfernungen eine Übertragungsstrecke zuläßt, d. h. nach welcher Länge einer Übertragungsstrecke die optischen Signale so weit geschwächt und verzerrt sind, daß sie regeneriert werden müssen. In der genannten Patentschrift werden dafür zwei A.'icn von Lichtwellenfaserleitem angegeben, nämlich »Lichtwellen-Mod-Faserleiter« und »Lichtwellen-Intensitäts-Faserleiter«. für die inzwischen die Bezeichnungen »Monomode-« bzw. »Multimodefasern« gebräuchlich sind. Netze mit größeren Repeaterabständen sollen danach mit Monomodefasern, dichtverzweigte Netze mit Multimodefasern aufgebaut werden.

Bei derartigen optischen Übertragungssystemen werden vielfach optische Koppeianordnungen benötigt zur Verbindung von Faserstücken untereinander und zur Verbindung von Faserstücken mit Endgeräten bzw. Bauelementen innerhalb solcher Endgeräte, z. B. Repea-•er.

So ist z.B. aus der US-PS 38 29 195 ein optischer Koppler bekannt, bei dem es sich um eine Fokussiereinrichtung handelt, die aus mindestens zwei Exzenterstükken gebildet wird. Diese Exzenterstücke sind zylindrische Segmente einer optischen Faser oder eines Stabes mit Kreisquerschnitt und parabolischem Brechzahlprofil, die wie dicke Linsen wirken. Als Anwendungsgebiet für eine solche Fqkussiereinrichtung ist insbesondere an Verbindungen zweier gleichartiger Faserenden (Multimode- bzw. Monomodefaserenden) gedacht

Der aus der DE-OS 23 60 951 bekannten Koppelvorrichtung für eine optische Nachrichtenübertragungsanlage liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopplung zwischen einer Kernmantelfaser (Stufenprofil-Multimode-Faser) und einem Bauelement (Lumineszenzdiode) in

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einem Endgerät zu ermöglichen. Dies soll durch ein Gradientenfaserteilstück gelöst werden, das aufgrund seiner Linsenwirkung mit entsprechend ausgewählten Parametern zwischen Endgerät und Stufenprofilfaser anzuordnen ist.

Für die Aufgabenstellung, die der Erfindung zugrunde iiegt, ist folgender Sachverhalt von wesentlicher Bedeutung. Gradientenfaser (Multimodefaser) und Monomodefaser eignen sich — wie schon oben erwähnt — for Systeme der optischen Nachrichtentechnik. Den günstigeren Übertragungseigenschaften einer Monomodefaser stehen allerdings die größeren Schwierigkeiten bei ihrer Herstellung gegenüber. In welchem Umfang der eine oder de« andere Fasertyp eingesetzt oder ein bereits eingesetzter Fasertyp durch den anderen ersetzt wird, hängt von vielen, nicht genau vorhersehbaren Umständen ab. Dabei spielen die an Enden der Obertragungsstrecken und besonders die dazwischen als Repeater benötigten Geräte eine erhebliche Rolle. Um bei der Einrichtung optischer Ubertragungsstrecken möglichst unabhängig von der technischen Entwicklung und Verfügbarkeit d.?r unterschiedlichen Fasertypen zu sein, insbesondere aber auch Teile von Übertragungsstrecken, die z.B. zunächst ausschließlich mit Gradientenfasern aufgebaut worden sind, durch Monomodefasern ersetzen zu können, zielt die Erfindung darauf ab, für Repeater einen einheitlichen Gerätetyp bereitzustellen, der den wahlweisen Anschluß von Monomode- oder Multimodefasern der Übertragungsstrecken an den Repeater erlaubt

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst

Besonders bevorzugte Ausführungsformeri der Erfindung sind durch die in den Ansprüchen 2 bis 9 enthaltenen Merkmale gekennzeichnet. Diese werden nachfolgend anhand der schematischen Darstellungen in der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Repeater mit seinen wesentlichen Hauptteilen,

F i g. 2 eine Koppelanordnung zum Anschließen einer Faser der Übertragungsstrecke an den Repeater im Schnitt,

Fig.3 eine optische Übertragungsstrecke zwischen Sendeteil eines Repeaters und Empfangsteil des nächsten Repeaters,

Fig.4 eine Verbindung eines Halbleiterlasers mit einer Koppelanordnung gemäß F i g. 2 durch ein Monomodefaserstück im Sendeteil eines Repeaters,

F i g. 5 eine verlustarnv Anpassung unterschiedlicher lichtführender Querschnitte einer Monomodefaser und einer Gradientenfaser (zentrale Lichteinspeisung),

F i g. 6 eine verlust- und verzerrungsarme Anpassung unterschiedlicher lichtführender Querschnitte einer Monomodefaser und einer Gradientenfaser mit verschiedenen Brechzahlprofilen (exzentrische Lichteinspeisung),

F i g. 7 eine Verbindung einer Koppelanordnung gemäß Fig. 2 mit einer Photodiode durch ein Gradientenfaserstück im Empfangsteil eines Repeaters und

F i g. 8 ein Monomodefaserstück mit einer Lochblende.

Ein Repeater gemäß Fig. 1 besteht aus einem Empfangsteil 1, einem Netzteil 2 und einem Sendeteil 3. Der Empfangsteil 1 besitzt als Anschluß 4 einen optischen Eingang in Fom einer justierbaren optischen Koppelanordnung, eine Photodiode 6, ein Stück Gradientenfaser 5, das die Photodiode 6 mit dem Anschluß 4 verbindet und an einem Ende mit einer Lochblende 13 versehen ist, sowie eine elektrische Regenerierschaltung 7, die die Empfangssignale regene-

ϊ riert, den Datentakt zurückgewinnt und die Empfangsund Taktsignale an den Buchsen 11 zur Verfügung stellt Von einer ankommenden Faser gelangen die Lichtsignale über den Anschluß 4 und das anschließende Gradientenfaserstück 5 zur Photodiode 6, in der die

i" optischen Signale in elektrische zurückverwandelt werden und von dort zur elektrischen Regenerierschaltung 7 geleitet werden.

Der Sendeteil 3 enthält eine elektrische Schaltung 8 zur Laseransteuerung, einen Halbleiterlaser 9 und einen

π gleichermaßen aufgebauten und ausgebildeten Anschluß 4, der mit einem Laser 9 über ein Monomodefaserstück 10 verbunden ist Das Monomodefaserstück 10 besitzt an einem Ende eine Lochblende 14, die verhindert, daß Manteiwellen im Monomodefaserstück

-<> 10 angeregt werden. Die regenerierten elektrischen Signale gelangen mit Takt über dL Buchsen 12 zur Laseransteuerschaltung 8 und von dort z^m Halbleiterlaser 9, der die elektrischen Signale in optische wandelt Das Monomodefaserstück 10 wirkt außerdem als

2"' Monomodefilter.

Repeeler dieser Art wandeln also die ankommenden optischen Signale in elektrische Signale um, regenerieren die elektrischen Signale und wandeln diese anschließend wieder in optische Signale zurück (siehe

ω z. B.: H. Ohnsorge: Neue Möglichkeiten für Nachrichtensysteme auf der Basis des Laser-Glasfaser-Kanals, NTZ-Report 17, VDE-Verlag GmbH, Berlin, 1973). Es gibt auch Repeater, die die optischen Signale auf optischem Weg, d. h. ohne Zwischenschaltung einer

ij elektrischen Regenerierschaltung regenerieren (siehe z.B. R.Th. Kersten: Optische Nachrichtenübertragung und integrierte Optik, Elektronik 1975, Heft 6, S. 72/77). Bei beiden Repeaterarten sind optische Koppelanordnungen zum Anschließen der Fasern der Übertragangsstrecke an den Repeater vorzusehen. Die Besonderheiten, die bei der Erfindung und ihren Ausführungsformen auftreten, sollen zunächst noch etwas näher am Beispiel eines Repeaters der zuerst genannten Art erläutert werden:

■>"> Ein solcher Repeater besitzt in seinem Sendeteil als elektrooptischen Wandler vorzugsweise eine Laser-Diode und in seinem Empfangsteil als optoelektrischen Wandler vorzugsweise eine Avalanche-Photodiode oder eine pin-Photodiode. Repeater, die derartige

""> Bauelemente verwenden, ermöglichen vorteilhaft eine digitale Übertragung von Nachrichten, wobei für hohe Übertragungsraten von mehr als 50 Mbit/s und Repeaterstrecken von einigen km Länge vornehmlich Halbleiterlaser, Avalanche-Photodioden und Monomodefasern bzw. Gradientenfasern als Bauelemente-Kombination in Betracht Kommen.

Monomodefasern haben für hohe Übertragungsraten den Vorteil, daß ciie Verzerrungen der Lichtimpulse in ihnen sehr gering sind; ihr lichtführender Querschnitt ist

fco aber mit einem Kerndurchmesser von ca. 3 μηι auch sehr gering, so daß sie bei Ankopplung an eine Lichtquelle oder einen Lichtempfänger seht' genau justiert werden müssen. Die gleiche Genauigkeit in der Justierung ist erforderlich, wenn zwei Monomodefaserstücke zusammengelOppelt werden. Dazu verwendet man vorteilhaft eine Doppelexzenter-Steckverbindung (siehe z. B. O. Krumholz, E. Pfeiffer: Coupling device connecting a glas fiber with an integrated optical circuit;

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Topical Meeting on Integrated Optics, New Orleans, lanuar 1974, und J.Guttmann. O. Krumpholz, E. Pfeiffer: A simple connector for glas fiber optical waveguide; A EU Band 29 [1975]. S. 50/52).

Die Monomodefaser hat im Kern eine Brechzahl Π\ und einen Durchmesser c4 sowie im Mantel eine Brechzahl n₂<n, und einen Außendurchmesser D- 100-200 um. Stellt man die Brechzahl η der Faser als Funktion des Radius rin Zylinderkoordinaten dar, so erhalt man dabei ein stufenförmiges, rotationssymmetrisches Profil, wie dies auch in Fig. 5 und F i g. 6 dargestellt ist. Die Herstellung von Monomodefasern ist mit Schwierigkeiten verbunden, insbesondere hinsichtlich einer genauen Einhaltung des einmal gewählten Kerndurchmessers über größere Faserlangen.

Gradientenfasern stellen demgegenüber weitaus geringere Anforderungen hinsichtlich einer Justierung an Lichtquellen, da sie mit einem Kerndurchmesser von 50— !00 {.im einen grnRrren lichtführenden Querschnitt aufweisen. Nachteilig ist bei diesen Fasern die größere Verzerrung bei der Übertragung optischer Signale, die en-.' von den Herstellungstoleranzen des Brechzahlprofils in dieser Faser abhängt. Das Brechzahlprofil der Gradientenfaser sollte sehr genau der Funktion

in =

- 2 · J ■ (-^)) für ()</■</?

genügen. Dabei bedeuten:

π fr) Brechzahl als Funktion des Radius r in Zylinderkoordinaten.

n_n maximale Brechzahl des Kerns.

J relativer Brechzahlunterschied.

R halber Durchmesser des Kerns der Gradientenfaser.

Es war bisher und ist noch immer schwer abzusehen. inwieweit die Herstellungstoleranzen der beiden genannten Fasertypen praktisch beherrschbar und inwieweit Monomodefasern vor Gradientenfasern für breitbandige Übertragungsstrecken eingesetzt werden. Wie bereits erwähnt, sind Lösungen bekannt. Faserstücke ein und desselben Typs miteinander zu verbinden. Hierin liegt also kein besonderes Problem. Aus der Unsicherheit jedoch über die Zukunft der Entwicklung dieser Fasertypen ergibt sich, daß eigentlich jeder Fasertyp jeweils einen eigenen Repeater erfordert, mit optischen Ein- und Ausgängen, die genau an den jeweils in der Übertragungsstrecke verwendeten Fasertyp angepaßt sind. Dann wäre es aber unmöglich, bei einem einmal aufgebauten Übertragungssystem die dort verwendeten Fasern zu einem späteren Zeitpunkt einfach gegen Fasern eines anderen Typs auszutauschen: wenn dennoch ein Austausch vorgenommen würde, wäre dies mit Umbauarbeiten der optischen Koppeianordnungen bei den Endgeräten und Repeatern verbunden. Um nun sowohl Gradienten- als auch Monomodefasern an einen Repeater anschließen zu können, kommt dem Aufbau und der Ausbildung der Koppelanordnungen für die Anschlüsse besondere Bedeutung zu.

Die in F i g. 2 dargestellte Koppelanordnung für einen Anschluß 4 ist als Doppelexzenter-Steckverbinder ausgebildet Hiermit ist eine sehr feine Justierung möglich, z. B. bei der Kopplung von Monomodefaser auf Monomodefaser, wenn eine solche als Übertragungsstrecke 29 verwendet wird. In diesem Fall müssen die

geometrischen Abmessungen und Brechzahlen des Faserstückes 10 mit denen der angeschlossenen Monomodefaser 35 übereinstimmen. Die Doppelexzenter-Steckverbindung für den Anschluß 4 besteht im wesentlichen aus einem Einsatz 19. der in die Frontplatte 17 des Repeatergehäuses eingelassen ist und die beiden Drehkörper 18 des Doppelexzenters aufnimmt. In die Öffnungen 21 und 22 werden einfache Stecker, die an den zu verbindenden Glasfasern angebracht sind, eingeführt. Eine genaue Justierung erfolgt durch Verdrehen der beiden Drehkörper 18. die in Gleitpassungen 20 laufen. Diese optische Koppelanordnung ist also so beschaffen, daß Lichtwellenleiter verschiedenen Typs mit unterschiedlichen lichtführenden Querschnitten und Brechzahlprofilen ohne Umbau mit ein und demselben Endgerät oder Repeater in optischen Übertragungssystemen zusammengeschaltet werden können. Darüber hinaus sind aber noch weitere Anforderungen an einen einheitlichen Repeatertyp zu erfüllen:

Bei der Lichteinstrahlung in Fasern werden im allgemeinen neben den erwünschten Wellenmoden im lichtführenden Faserkern auch unerwünschte Wellenmoden im Mantel der Faser erzeugt, die zu zusätzlichen Signalverzerrungen führen können, insbesondere, wenn die Mantelwellen (z. B. bei kürzeren Übertragungsstrekken) vvcnig gedämpft am Empfangsort eintreffen. Im Labor '-erden zum Zweck der Unterdrückung von Mantelwellen die Glasfasern in Schleifen durch eine Schale mit Immersionsflüssigkeit geleilet, deren Brechzahl gleich der Brechzahl des Fasermantels ist (mode stripping). Für praktische Anwendungen außerhalb des Labors war jedoch bislang keine adäquate Lösung bekannt. Eventuell vorhandene Mantelwellen in den Fasern sollen aber möglichst keinen Einfluß auf die angeschalteten Geräte (z. B. Empfangsteil des Repeaters) haben, und die Kopplungsverluste sollten so niedrig wie möglich sein. Andererseits sollten die Koppeleinrichtungen von lichtaussendenden Geräten (z. B. Sendeteil eines Repeaters) so beschaffen sein, daß möglichst keine Mantelwellen in den angeschlossenen Fasern angeregt werden und eine optimale Einkoppelung des Lichtes in verschiedene Fasertypen möglich ist. Die Kopplungsverluste hierbei sollten möglichst gering sein, und es sollten möglichst wenig Moden dabei angeregt werden. Eine derart flexible Kopplungstechnik sollte ferner keine merkliche zusätzliche Signalverzerrung verursachen.

Bei einer zentralen Lichteinstrahlung in Gradientenfasern wird immer eine Vielzahl von Wellenmoden angeregt, wodurch die Lichtimpulse, insbesonde: . bei nicht exakt parabolischem Brechzahlprofil stärker verzerrt werden als bei einer nicht zentralen Lichteinstrahlung (siehe z. B. Guttmann et al.: Dispersion measurements in new »Selfoc« fibres; Optical and Quantum Electronics 7 [1975], S. 305/309). Bei einer exzentrischen Lichteinstrahlung nahe der Kernmantelgrenze einer Gradientenfaser wird eine geringere Zahl von Wellenmoden angeregt, wodurch eine geringere Signalverzerrung (Laufzeitdispersion) auf dem Übertragungsweg verursacht wird. Eine praktikable Lösung zur Nutzung dieses Effektes war ebenfalls bislang nicht bekannt.

Bei der in Fi g. 2 dargestellten und oben beschriebenen Koppelanordnung ergeben sich unter diesen Gesichtspunkten folgende vorteilhafte Verhältnisse:

1. Für Kopplungszwecke von Lichtsignalen in einer

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Richtung dient eine Anordnung von Monomodefaser auf Gradientenfaser, wobei ein Ende der Monomodefaser stumpf auf ein Ende der Gradientenfaser gesetzt wird und die Fasern dabei so justiert werden, doß der Kern der Monomodefaser auf einen Punkt des Kerns der Gradientenfaser trifft, in dem die Kernbrechzahlen beider Fasern bestmöglich übereinstimmen. Dazu muß die Kernbrechzahl ri\ der Monomodefaser folgende Bedingungerfüllen:

η (R) < πι < η»

Durch die Kombination Monomodefaser/Gradientenfaser sind beim Übergang von dem kleinen lichtführenden Kern der Monomodefaser in den großen Kern der Gradientenfaser die Kopplungsverluste für Lichtwellen gering, in umgekehrter Richtung aber sehr groß. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit. Fasern verschiedenen Typs miteinander zusammenzuschalten, wenn gewährleistet werden soll, daß die Lichtübertragung nur in einer Richtung erfolgt, also mit einer derartigen Koppelanordnung »optische Ventile« zu verwirklichen.
Ein mit einer derartigen Koppelanordnung aufgebauter Repeater läßt sich wahlweise an Übertragungsstrecken mit Monomode- oder Gradientenfasern anschließen. Zu diesem Zweck befindet sich im Empfangsteil des Repeaters ein Stück Gradientenfaser mit dem bereits beschriebenen Brechzahlprofil, das das lichtempfangende Bauelement (Avalanc''e- oder pin-Photodiode) mit der justierbaren Steckverbindung auf der Frontplatte des Gerätes verbindet. Im Sendeteil des Repeaters befindet sich ein Stück Monomodefaser zwischen dem lichtaussendenden Bauelement (z. B. Halbleiter-Laser) und der justierbaren Steckverbindung. Die beiden Faserstücke — Monomode- und Gradientenfaser — genügen dabei den bereits angegebenen Bedingungen.

Verwendet man nun auf der Übertragungsstrecke Gradientenfasern des gleichen Typs, wie sie im Empfangsteil vorhanden sind, so bringt die Ankopplung der Gradientenfaser an den Empfangsteil keine Schwierigkeiten mit sich, da hierbei Fasern gleichen Typs miteinander verbunden werden. Bei der Ankopplung an den Sendeteil des Repeaters wird von der oben unter 1. angegebenen Möglichkeit Gebrauch gemacht. Dabei erlaubt eine Doppelexzenter-Steckverbindung in vorteilhafter Weise eine genaue Justierung.
Verwendet man eine Monomodefaser in der Übertragungsstrecke, so erfolgt die Kopplung dieser Faser an den Sendeteil des Repeaters ebenfalls in an sich bekannter Weise, da hierbei zwei Fasern gleichen Typs miteinander verbunden werden. Der Übergang Monomode-ZGradientenfaser tritt dann an der Kopplungsstelle zum Empfangsteil des Repeaters auf. Dementsprechend wird dann an dieser Stelle von der oben unter 1. angegebenen Möglichkeit Gebrauch gemacht
Um zu verhindern, daß Mantelwellen in der Übertragungsfaser angeregt werden, kann mindestens ein Ende des kurzen Monomodefaserstückes im Repeatersendeteil mit einer Lochblende im Bereich der Fläche des Fasermantels abgedeckt werden. Gleichermaßen läßt sich durch Anbringung einer Lochblende, z.B. in Form einer Lackabdeckung, an einem Ende des Gradientenfaserstückes im Empfangsteil des Repeaters der Einfluß von Mantelwellen auf die Qualität der empfangenen Signale reduzieren. Die Lochblenden werden vorzugsweise an den Faserenden der kurzen Faserstücke im Repeater angebracht, die mit dem Halbleiter-Laser bzw. der Photodiode durch eine Klebestelle verbunden werden. Der Kleber, mit dem Laser und Monomodefaserstück verbunden werden, sollte die gleiche Brechzahl wie die Kernbrechzahl der Monomodefaser aufweisen.

In Fig. 3 ist eine optische Übertragungsstrecke 29 zwischen zwei Repeatern dargestellt, wobei diese sowohl eine Gradientenfaser 30 als auch eine Monomodefaser 35 enthalten kann.

Für den Fall, daß die Übertragungsstrecke 29 eine Gradientenfaser 30 enthält, zeigt Fig. 4 den Weg des Lichtes von dem Halbleiterlaser 9 über das Monomodefnsc^rs'ück 10 und den Anschluß 4 des Repc?.ter-Scndeteils in die Gradientenfaser 30. Die Kopplung der Fasern in der Koppelanordnung am Anschluß 4 wird im Zusammenhang mit F i g. 5 und 6 erläutert. Ein geringer Kopplungsverlust bei diesem Übergang von Monomode- auf Gradientenfaser ergibt sich, weil das Licht aus einem kleineren in einen größeren lichtführenden Querschnitt übertritt, und wird noch verbessert, wenn die Kernbrechzahlen beider Fasern im Berührungspunkt bestmöglich übereinstimmen.

Für die in Fig.5 und 6 dargestellten Übergänge von Monomode- auf Gradientenfaser ist zusätzlich das Brechzahlprofil 32, 34 der Monomodefaser 10 und das Brechzahlprofil 31, 33 der Gradientenfaser 30 dargestellt. Bei zentraler Lichteinspeisung gemäß F i g. 5 muß demnach die Kernbrechzahl n\ der Monomodefaser 10 gleich der maximalen Brechzahl /Jo der Gradientenfaser 30 sein (r>\ = /To). Bei nichtzentraler Lichteinspeisung gemäß Fig.6 müssen die Kernbrechzahlen im Berührungspunkt der lichtführenden Querschnitte übereinstimmen, d. h., es muß

n^CrF(R)< n\^MaF< no^CrF

Die Art der Ankopplung von Monomodefaser 10 und Gradientenfaser 30 gemäß F i g. 6 bietet außerdem den Vorteil der geringeren Laufzeitverzerrung der Lichtsignale in der angeschlossenen Gradientenfaser 30.

Für den Fall, daß die Übertragungsstrecke 29 eine Monomodefaser 35 enthält, tritt die in den F i g. 5 und 6 beschriebene Kopplungstechnik im Anschluß 4 des Repeaterempfangsteils 1 auf, wie dies F i g. 7 zeigt. Dabei gelter, entsprechend die Erläuterungen zu F i g. 4 bis ό.

F i g. 7 zeigt zusätzlich eine Lochblende 13 auf dem Querschnitt des Gradientenfaserstückes 5. In F i g. 8 ist eine Lochblende 14 auf der Querschnittsfläche des Monomodefaserstückes 10 dargestellt Diese Blenden können mit Lackabdeckungen realisiert werden. Die Faserenden mit Lochblende werden vorzugsweise mit den entsprechenden Halbleiterbauelementen klebetechnisch verbunden.

Die beschriebenen Koppelanordnungen sind nicht nur auf die Verbindung von Glasfasern verschiedenen Typs an einen Repeater beschränkt Sie können überall dort vorteilhaft sein, wo optische Faserstrecken mit Endgeräten, z. B. Repeatern, oder sonstigen optischen Bauelementen, z. B. der integrierten Optik, flexibel oder fest zusammengeschaltet werden. Sie sind auch nicht auf Repeater mit elektrischer Signalregenerierung be-

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schränkt und sehr allgemein anwendbar. Dies gilt auch bezüglich der Lochblenden zur Unterdrückung von Mantelwellen, die vorteilhaft als Lackabdeckung auf der Mantelringfläche eines Faserquerschnittes realisiert werden.

Die mit der Erfindung ery.ielbaren wesentlichen Vorteile lassen S'ch wie folgt zusammenfassen: An Stelle einer Vielzahl von unterschiedlichen Repeatern für verschiedene Fasertypen wird ein einheitlicher Repeatertyp für Monomode- bzw. Gradientenfaserstrecken zur Verfugung gestellt. Dies eröffnet die Möglichkeit, in bestehende Übertragungsstrecken wahlweise Fasern nach dem neuesten technischen Stand einzufügen. Der Repeater zeichnet sich feiner an seinen Anschlüssen durch eine Koppelanordnung aus, die eine optimale Ankopplung, d. h. geringe Koppelverluste bei geringsten Verzerrungen durch Laufzeitdispersion und mit optimaler Unterdrückung von Mantelwcllcn, gewährleistet. Die Lichteinkopplung im Sendeteil des Repeaters erfolgt über ein Stück Monomodefaser, das zusätzlich als Mononiode-Filter wirkt und bei Verwendung von Gradientenfasern auf der Übertragungsstrecke eine definierte Lichteinkopplung in die Randzone des Kerns der Gradientenfaser ermöglicht, wodurch die Laufzeilverzerrungen der Signale auf der Übertragungsstrecke verringert werden können.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

26 11 Oil Patentansprüche:

1. Repeater für aus Monomode- oder Multimode-Lichtleitfasern aufgebaute Übertragungsstrecken, ^ mit justierbaren optischen Koppeianordnungen zum Anschließen der Fasern der Übertragungsstrecke an den Repeater, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

H)

a) vom Anschluß (4) für die von der Übertragungsstrecke (29) ankommende Lichtleitfaser (30 oder 35) führt im Empfangsteil des Repeaters ein Stück Gradientenfaser (5) zu einem optoelektrischen Wandler (6); ι

b) von einem elektrooptischen Wandler (9) führt im Sendeten des Repeaters ein Stück Monomodefaser (10) zum Anschluß (4) für die abgehende Lichtleitfaser (30 oder 35) der Übertragungsstrecke (29);

c) als justierbare optische Koppelanordnungen sind beide Anschlüsse (4) gfcichermaßen aufgebaut und derart ausgebildet, daß für den Fall

c 1.1) einer Übertragungsstrecke (29) mit einer ankommenden Monomodefaser (35) der _>$ Kern dieser Monomodefaser (35) stumpf auf das Ende des eingangsseitigen Gradientenfaserstückes (5) an einer Stelle aufsetzbar ist, an der die Brechungsindizes der Monomodefaser (35) und des j₍₎ Gradientenfaserstückes (5) bestmöglich C'"ereinstimmen,

c 1.2) einer Übertragunesstrecke (29) mit einer ankommenden Gradientenfaser (30) diese Gradientenfaser (30) mit dem eingangsseitigen Gracjientenfaserstück (5) zentrierbar ist,

c 2.1) einer Übertragungsstrecke (29) mit einer abgehenden Monomodefaser (35) diese Monomodefaser (35) mit dem ausgangs- w seitigen Monomodefaserstück (10) zentrierbar ist, und

c 2.2) einer Übertragungsstrecke (29) mit eirer abgehenden Gradientenfaser (30) der Kern des ausgangsseitigen Monomodefaserstückes (10) stumpf auf das Ende der abgehenden Gradientenfaser (30) an einer Stelle aufsetzbar ist, an der die Brechungsindizes des Monomodefaserstückes (10) und der Gradientenfaser (30) so bestmöglich übereinstimmen.