專(zhuān)利名稱(chēng)：光信號(hào)通過(guò)光波導(dǎo)體的雙向傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及兩個(gè)用光波導(dǎo)體連接起來(lái)的通訊站之間光信號(hào)的雙向傳輸方法。使用這種方法，光信號(hào)由兩站中安裝的光發(fā)射器之一發(fā)射出去，中間，經(jīng)過(guò)光波導(dǎo)體構(gòu)成的傳輸線路段傳輸后，在傳輸線路段另一端的站被接收;使用這種方法，光信號(hào)在一個(gè)發(fā)射方向工作的間歇期間，由另一發(fā)射方向發(fā)射并經(jīng)光波導(dǎo)體傳輸，而且發(fā)射器同時(shí)又可作為接收器使用(DE-OS2905734)。
今天，在通訊領(lǐng)域經(jīng)光波導(dǎo)體(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“光導(dǎo)”)傳輸信號(hào)或數(shù)據(jù)的所有光傳輸系統(tǒng)全部按此方法進(jìn)行工作。例如在已知的技術(shù)中，發(fā)射光信號(hào)使用的是激光二極管或激光模件，在激光模件中，激光二極管和用于控制激光二極管的監(jiān)控二極管結(jié)合在一起。這種激光模件比如在DE-Z“AEG-德律風(fēng)根科學(xué)報(bào)告雜志(Wiss.Ber.AEG-TELEFUNKEN)(1980)第53期1-2”第56頁(yè)上已有介紹。利用監(jiān)控二極管和附加的調(diào)節(jié)器，可以對(duì)激光二極管的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)及控制。在使用沒(méi)有監(jiān)控二極管的激光二極管時(shí)，只有在線路技術(shù)上花費(fèi)高額代價(jià)才能做到這一點(diǎn)。激光二極管在制造時(shí)由于工藝技術(shù)引起的散射以及溫度和老化的影響，通過(guò)使用監(jiān)控二極管可以輕而易舉地加以調(diào)整和控制。因此，這些因素對(duì)激光模件中激光二極管的功率不會(huì)產(chǎn)生影響。
在GB-OS2，000，373中介紹了一種二極管，這種二極管既可用作發(fā)射二極管，又可用作相同波長(zhǎng)的接收二極管。這份文獻(xiàn)中還提到，這種二極管可以裝在一條光導(dǎo)纖維的兩端進(jìn)行交替式的工作，并且可以按照工作方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。關(guān)于光的傳輸情況，這份文獻(xiàn)中沒(méi)有進(jìn)一步加以說(shuō)明。
DE-OS3203094介紹的是一種用于半雙工工作方式的發(fā)光二極管電路。使用這種電路，可以經(jīng)光導(dǎo)雙向傳輸信息。傳輸時(shí)，同一個(gè)發(fā)光二極管既可用作發(fā)射器，又可用作接收器。利用晶體管電路，可以把發(fā)光二極管要么轉(zhuǎn)換成發(fā)射器，要么轉(zhuǎn)換成接收器。這種已知電路在接收工作方式下效率很低，因?yàn)榘l(fā)光二極管是按發(fā)射二極管而不是按接收二極管設(shè)計(jì)的。這樣，信息經(jīng)光導(dǎo)傳輸?shù)木嚯x就非常有限，因?yàn)榻邮招盘?hào)轉(zhuǎn)換的效率太低。因此，在通訊技術(shù)中，使用這種已知的電路傳送位傳輸率高的信息是不可能的。
在前面提到的DE-OS2905734介紹的方法中，用來(lái)作光發(fā)射器同時(shí)又是光接收器的是一種發(fā)射光的半導(dǎo)體元件，這種元件可以是二極管。使用這種半導(dǎo)體元件與DE-OS3203094中介紹的電路中的二極管情況大致相同。這種半導(dǎo)體元件也是按發(fā)射組件設(shè)計(jì)的。因而轉(zhuǎn)換接收信號(hào)的效率也很低。此外，在這種已知的電路中，輸入放大器使用的是運(yùn)算放大器，這種放大器是一種對(duì)弱信號(hào)不夠靈敏的元件，所以，這種已知的方法也只能用于短距離的(比如裝在汽車(chē)上)和位傳輸率低且接收信號(hào)需足夠強(qiáng)的通訊中。
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種用于光信號(hào)經(jīng)光導(dǎo)雙向傳輸?shù)姆椒ǎ@種方法工作效率高，且發(fā)射器和接收器分別使用同一個(gè)組件。
根據(jù)本發(fā)明，利用本文開(kāi)頭所介紹的那種方法解決這項(xiàng)任務(wù)的方式是
-光發(fā)射器使用由激光二極管和監(jiān)控二極管組成的激光模件;
-在每個(gè)站上，激光模件中所包含的監(jiān)控二極管用作接收器，在本站的發(fā)射間歇期間接收從另一站傳來(lái)的光信號(hào)。
這種方法使用的是已知的激光模件。同激光二極管及其它可發(fā)射光的半導(dǎo)體相比，這種模件的優(yōu)點(diǎn)是其中激光二極管的功率可以用監(jiān)控二極管簡(jiǎn)單而方便地加以調(diào)整。這時(shí)，激光模件中的監(jiān)控二極管被用作接收二極管，據(jù)此，監(jiān)控二極管也被設(shè)計(jì)成接收二極管。這樣，監(jiān)控二極管接收光信號(hào)的性能極佳，并且轉(zhuǎn)換接收信號(hào)的效率也很高。因此，這種方法也適用于遠(yuǎn)距離和高速率的通訊傳輸。監(jiān)控二極管也能接收弱信號(hào)，并可進(jìn)行圓滿的轉(zhuǎn)換。這種方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于發(fā)射工作和接收工作之間的轉(zhuǎn)換，激光模件，尤其是監(jiān)控二極管從線路技術(shù)上不必作任何改動(dòng)，因?yàn)楸O(jiān)控二極管在這兩種情況下都被用作接收二極管。在接收工作時(shí)，只不過(guò)需要在監(jiān)囟艿牡緶分薪油ㄒ桓鍪實(shí)鋇慕郵掌鞫選 在接收工作期間，激光模件中的激光二極管原則上可以用作已接收信號(hào)的放大元件。
本發(fā)明的有利的結(jié)構(gòu)形式都將在下面敘述到。
下面借助于圖中所繪的結(jié)構(gòu)實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的方法。


圖1是用于實(shí)施本發(fā)明所述方法的光導(dǎo)通訊線路段的示意圖;
圖2是可用于本方法的激光模件的電路原理圖;
圖3是用于獲得接收信號(hào)的電路。
圖中1和2表示兩個(gè)站，二者之間敷設(shè)有用于傳輸通訊技術(shù)中的光信號(hào)的光導(dǎo)3。光導(dǎo)3在1、2兩站上分別與激光模件4相連接，激光模件的結(jié)構(gòu)見(jiàn)于圖2中。1和2兩站中其它的已知組件分別用方框5表示。光信號(hào)經(jīng)光導(dǎo)3可以雙向傳輸。傳輸?shù)姆椒ㄊ钱?dāng)一個(gè)傳輸方向處于發(fā)射間歇時(shí)，另一個(gè)傳輸方向的信號(hào)就發(fā)射出去。傳輸?shù)姆椒ū热缈梢允褂脗鹘y(tǒng)的金屬導(dǎo)體傳輸技術(shù)中已知的時(shí)分多路傳輸方法。信號(hào)既可以模擬形式傳輸，也可以數(shù)字形式傳輸。
根據(jù)圖2，為傳輸信號(hào)或數(shù)據(jù)，分別使用一個(gè)激光模件4，激光模件4中包括一個(gè)用作光發(fā)射器的激光二極管6和一個(gè)監(jiān)控二極管7。激光二極管6由一個(gè)比如可提供5伏電壓的電源饋電。光導(dǎo)3接于激光二極管6的發(fā)射端。監(jiān)控二極管7位于激光二極管6的控制端。監(jiān)控二極管7上接有調(diào)節(jié)器8，作為額定值，送給調(diào)節(jié)器8一個(gè)基準(zhǔn)電壓，該基準(zhǔn)電壓比如相當(dāng)于激光二極管6的功率為0.25毫瓦。調(diào)節(jié)器8與執(zhí)行機(jī)構(gòu)9相連，執(zhí)行機(jī)構(gòu)9位于激光二極管6的串聯(lián)電路中。將需要發(fā)射的信號(hào)或數(shù)據(jù)調(diào)制好后，按已知的方式送到激光二極管6。這些信號(hào)或數(shù)據(jù)比如可以經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)9的輸入端E饋入。執(zhí)行機(jī)構(gòu)9比如可以是任意一只三極管。
在傳輸信號(hào)或數(shù)據(jù)時(shí)，激光二極管6一方面向光導(dǎo)3的方向發(fā)射光或光脈沖，另一方面又向監(jiān)控二極管7發(fā)射光或光脈沖。到達(dá)監(jiān)控二極管7的光的功率與發(fā)射功率成正比。由監(jiān)控二極管7提供的電流在調(diào)節(jié)器8中同相應(yīng)基準(zhǔn)電壓的額定值進(jìn)行比較。調(diào)節(jié)器8根據(jù)這一電流的大小，經(jīng)過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)9隨時(shí)對(duì)通向激光二極管6的電流進(jìn)行調(diào)整，使激光二極管6預(yù)先給定的光功率得到保持。這里所說(shuō)的“光功率”是指激光二極管6的發(fā)射功率。
在發(fā)射間歇，激光二極管6不發(fā)射光。在這段時(shí)間內(nèi)，激光模件4中的監(jiān)控二極管7作為接收器，接收經(jīng)光導(dǎo)3傳來(lái)的信號(hào)。監(jiān)控二極管7特別適宜于分接接收信號(hào)，因?yàn)樵摱O管這時(shí)是反向，也就是作為接收二極管工作的。從光導(dǎo)3傳來(lái)的信號(hào)在監(jiān)控二極管7中產(chǎn)生一個(gè)與光功率成正比的電流，該電流饋送到接收機(jī)10，饋送時(shí)需經(jīng)過(guò)放大器11，放大器11利用開(kāi)關(guān)12可以同監(jiān)控二極管7接通。放大器11比如可以做成變阻放大器。開(kāi)關(guān)12只是在所屬激光模件4的發(fā)射間歇期間閉合。當(dāng)激光二極管6發(fā)射突發(fā)信號(hào)時(shí)，開(kāi)關(guān)12啟開(kāi)。在接收機(jī)10和放大器11之間還可以接通受控制的放大器13，該放大器用來(lái)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。
開(kāi)關(guān)12可以以任意的三極管做成。使用低電容的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管特別適宜。為了進(jìn)行屏蔽，放大器11和開(kāi)關(guān)12最好裝于封閉的金屬外殼14里，該外殼在圖3中用虛線表示。
在接收工作間期，接收站的激光二極管6可以用小于二極管閾值電流的電流饋電。這樣，在接收信號(hào)時(shí)，這種方法的效率還可以進(jìn)一步得到改善。激光二極管6以近似于放大器功能的方式工作。
權(quán)利要求
1.一種光信號(hào)在兩個(gè)用光波導(dǎo)體連接起來(lái)的通訊站之間的雙向傳輸方法，其中，光信號(hào)由站上安裝的光發(fā)射器之一發(fā)出，中間經(jīng)過(guò)光波導(dǎo)體構(gòu)成的傳輸線路段，在傳輸線路段的另一端被接收；光信號(hào)在一個(gè)發(fā)射方向的發(fā)射間歇期間由另一發(fā)射方向發(fā)射并經(jīng)光波導(dǎo)體傳輸，而且發(fā)射器同時(shí)又可作為接收器使用，這種方法的特點(diǎn)是-由激光二極管6和監(jiān)控二極管7組成的激光模件4用作光發(fā)射器；-每個(gè)站(1、2)上的激光模件4中包募囁囟 用作接收器；該接收器在本站的發(fā)射間歇期間接收從另一站傳來(lái)的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于流經(jīng)監(jiān)控二極管7、與接收的光功率成正比的電流經(jīng)過(guò)放大器11饋送到接收機(jī)10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于在監(jiān)控二極管7和放大器11之間裝有開(kāi)關(guān)12。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中之一的方法，其特征在于放大器11和開(kāi)關(guān)12裝在一個(gè)金屬外殼14里。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中之一的方法，其特征在于激光模件4中的激光二極管6在接收工作時(shí)加有一個(gè)小于其閾值電流的電流。
全文摘要
一種光信號(hào)在兩個(gè)用光波導(dǎo)體∴∴起來(lái)的通訊站之間的雙向傳輸方法。發(fā)射部分采用由激光二極管(6)和監(jiān)控二極管(7)組成的激光模件(4)。激光模件中的監(jiān)控二極管在發(fā)射間歇時(shí)亦可用作接收對(duì)方傳來(lái)信號(hào)的接收器。每個(gè)站上的激光模件中的監(jiān)控二極管用作接收器，在本站的發(fā)射間歇期間接收從另一站傳來(lái)的信號(hào)。
文檔編號(hào)H04J14/08GK1032891SQ8810699
公開(kāi)日1989年5月10日 申請(qǐng)日期1988年10月3日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月24日
發(fā)明者馬丁·巴拉姆斯, 齊阿丁·查哈巴迪, 約翰內(nèi)斯·奧克卡 申請(qǐng)人:電纜金屬電氣有限公司