DE19705253A1 - Vorrichtung zum drahtlosen Verbinden von wenigstens einer funkbetriebenen Mobilstation über ein Lichtleitfasernetz an ein Netzwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum draht­ losen Verbinden von wenigstens einer funkbetriebe­ nen Mobilstation über ein Lichtleitfasernetz an ein Netzwerk mit einer Empfangsantenne, mit der von wenigstens einer Mobilstation ausgesendete Funksig­ nale mit aufmodulierter, in das Netzwerk zu über­ tragender Dateninformation empfangbar sind, und mit einer von einem die Dateninformation aufweisenden Modulationssignal beaufschlagbaren elektrooptischen Wandlereinheit, mit der ein die Dateninformation enthaltendes optisches Sendesignal in das Licht­ leitfasernetz einkoppelbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der Publikation "Hybrid-Fibre Millimetre Wave TV-Distribution Tech­ nology" von R. Heidemann, H. Schmuck und G. Veith zum 7^th Workshop on Opt. Access Networks, September 1995 in Nürnberg bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist zum drahtlosen Verbinden von wenigstens einer funkbetriebenen Mobilstation über ein Lichtleit­ fasernetz an ein Netzwerk eine elektrooptische Wandlereinheit vorgesehen, die über einen Laser als aktive optische Lichtquelle verfügt. Der Laser ist mit einem durch Frequenzmischung aus dem von einer Mobilstation abgegebenen Funksignal abgeleiteten Modulationssignal beaufschlagbar, das die von der betreffenden Mobilstation in das Netzwerk zu über­ tragende Dateninformation enthält. Das aus dem emittierten Licht als optisches Tragersignal und dem Modulationssignal gebildete optische Sende­ signal beaufschlagt eine optische Empfangseinheit, mittels der die zu übertragende Dateninformation dem Netzwerk zuführbar ist.

Mit der gattungsgemäßen Vorrichtung sind zwar funk­ betriebene Mobilstationen optisch an ein Netzwerk ankoppelbar, allerdings weist sie den Nachteil auf, daß der Laser der elektrooptischen Wandlereinheit hinsichtlich der Ausfallsicherheit, den Betriebs­ kosten und dem Herstellungsaufwand insbesondere in kommerziellen Anwendungen wenig vorteilhaft ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine ausfallsichere, kostengünstige elektrooptische Wandlereinheit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrooptische Wandlereinheit eine an das Lichtleitfasernetz ankoppelbare Lichtweiche auf­ weist, mit der von einem aus dem Lichtleitfasernetz stammenden optischen Empfangssignal ein Teil der Intensität als optisches Trägersignal abtrennbar ist und daß die elektrooptische Wandlereinheit über einen von dem optischen Trägersignal und dem Modu­ lationssignal beaufschlagbaren optischen Modulator verfügt, mit dem die Dateninformation auf das opti­ sche Trägersignal zum Bilden des Sendesignales aufmodulierbar ist.

Dadurch, daß die elektrooptische Wandlereinheit eine Lichtweiche und einen optischen Modulator als passive Bauelemente aufweist, ist eine betriebs­ sichere kostengünstige Lösung der eingangs genann­ ten Aufgabe geschaffen, da passive Bauelemente per se gegenüber aktiven Bauelementen eine weitaus höhere Ausfallsicherheit aufweisen und neben der Einsparung von Energiekosten auch die Herstellung erheblich kostengünstiger ist.

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung der Vorrich­ tung sind die nachverstärkten Funksignale einer Mobilstation dem optischen Modulator als Modula­ tionssignale eingespeist. Diese Ausgestaltung zeichnet sich durch einen verhältnismäßig einfachen und damit kostengünstigen Aufbau aus.

In einer anderen Ausgestaltung ist das Modulations­ signal aus einem bei Mischung mit einem Lokaloszil­ latorsignal und den Funksignalen gebildeten Zwischenfrequenzsignal gebildet, das die von einer Mobilstation zu dem Netzwerk zu übertragenden Dateninformation enthält. Diese Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß der optische Modula­ tor mit einem verhältnismäßig niederfrequenten Modulationssignal besonders effektiv ansteuerbar ist.

Zweckmäßigerweise ist zum Generieren des Empfangs­ signales ein modengekoppelter Laser mit interner Modulation vorgesehen, der linear polarisierte Laserpulse aussendet. Vorteilhafterweise ist diesem Laser eine polarisationserhaltende Faser nachgeord­ net, die in zwei Hauptachsen unterschiedliche Bre­ chungsindizes aufweist. Die Eingangspolarisations­ richtung der Laserpulse ist so ausgerichtet, daß ein vorzugsweise gleicher Anteil der Leistung in Richtung beider Hauptachsen fällt. Der Ausgang der polarisationserhaltenden Faser mit einer Länge, die zweckmäßigerweise zu einem aus zwei Einzelimpulsen mit orthogonaler Polarisation und zueinander komplementären Spektren zusammengesetzten Empfangs­ signal führt, ist über das Lichtleitfasernetz und die Lichtweiche an den in der Regel polarisations­ empfindlichen optischen Modulator angeschlossen, so daß unabhängig von Polarisationsrichtungsänderungen bei Übertragung des das Empfangslicht bildenden Laserpulses in dem Lichtleitfasernetz der optische Modulator mit einem optischen Trägersignal beauf­ schlagbar ist, das eine zum Generieren des Sende­ signales ausnutzbare Polarisationskomponente auf­ weist.

Zum Generieren des Empfangslichtes ist zweck­ mäßigerweise ein intern modulierbarer durch Moden­ kopplung gepulster Laser vorgesehen, dessen Emissionsspektrum im Bereich einer optischen Mittenfrequenz einen Frequenzkamm mit festen Ab­ ständen der Kammlinien sowie um die einzelnen Kamm­ linien aufmodulierte, an die wenigstens eine Mobil­ station zu übermittelnde Dateninformation aufwei­ sende Frequenzkomponenten aufweist. Somit ist der Laser zum Übertragen von Dateninformationen sowohl in einem sogenannten "downlink" von dem Netzwerk zu wenigstens einer Mobilstation als auch in einem sogenannten "uplink" von wenigstens einer Mobil­ station in das Netzwerk als einziges aktives opti­ sches Bauelement ausnutzbar.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Blockschaltbild ein Aus­ führungsbeispiel einer Vorrich­ tung zum drahtlosen Verbinden von wenigstens einer funkbetriebenen Mobilstation über ein Lichtleit­ fasernetz an ein Netzwerk, bei der die von wenigstens einer Mo­ bilstation ausgesendeten Funksig­ nale nach Verstärkung direkt einem optischen Modulator ein­ speisbar sind,

Fig. 2 in einem Blockschaltbild ein wei­ teres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum drahtlosen Ver­ binden von wenigstens einer funk­ betriebenen Mobilstation über ein Lichtleitfasernetz an ein Netz­ werk, bei der über einen Fre­ quenzmischer aus einer von den Funksignalen wenigstens einer Mobilstation gewonnene, die zu übertragende Dateninformation aufweisende Frequenzkomponente einem optischen Modulator ein­ speisbar ist,

Fig. 3 in einem Blockschaltbild ein Aus­ führungsbeispiel eines direkt modulierten Festfrequenzlasers zum Erzeugen eines einem opti­ schen Modulator teilweise ein­ speisbaren Empfangssignales,

Fig. 4 in einem Blockschaltbild ein Aus­ führungsbeispiel eines abstimm­ baren Lasers zum Erzeugen eines einem optischen Modulator teil­ weise einspeisbaren Empfangssig­ nales und

Fig. 5 und Fig. 6 in Schaubildern die Polarisa­ tionsverhältnisse am Eingang und am Ausgang einer polarisations­ erhaltenden Faser, die einem Laser gemäß Fig. 3 oder Fig. 4 nachgeordnet ist.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein Ausfüh­ rungsbeispiel einer Vorrichtung zum drahtlosen Verbinden von in der Darstellung gemäß Fig. 1 einer Anzahl von Mobilstationen 1 über ein Lichtleit­ fasernetz 2 mit einem Netzwerk 3. Der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist über eine Datenein­ gangsleitung 4 beispielsweise mit einer Mittenfre­ quenz von 1,5 Gigahertz ein mit beispielsweise 155 Megabit pro Sekunde moduliertes, an wenigstens eine der Mobilstationen 1 zu übermittelndes Datensignal mit zu übertragender Dateninformation einer Modu­ lationssteuereinheit 5 einspeisbar. Mit der Modu­ lationssteuereinheit 5 ist über eine Ansteuer­ leitung 6 ein Lichtpulse emittierender Laser 7 modulierbar, dessen Emissionsspektrum im Bereich der optischen Frequenz von beispielsweise 195 Tera­ hertz einen Frequenzkamm mit Abständen der Kamm­ linien von beispielsweise 15 Gigahertz sowie um die einzelnen Kammlinien aufmodulierte, an die wenig­ stens eine Mobilstation 1 zu übermittelnde Daten­ information aufweisende Frequenzkomponenten von in diesem Ausführungsbeispiel 1,5 Gigahertz aufweist. Die von dem Laser 7 emittierten Laserpulse sind über ein Koppelstück 8 einer polarisationserhal­ tenden Faser 9 mit gegebener Länge L einspeisbar. Der Ausgang der polarisationserhaltenden Faser 9 ist einer Zuführlichtleitfaser 10 des Lichtleit­ fasernetzes 2 einkoppelbar, die eine Zuführlänge von beispielsweise mehreren Kilometern aufweist.

Der von dem Laser 7 emittierte, über das Koppel­ stück 8 die polarisationserhaltende Faser 9 sowie die Zuführlichtleitfaser 10 geleitete Laserpuls ist einer beispielsweise durch einen 3-dB-Koppler ge­ bildeten Lichtweiche 11 einer elektrooptischen Wandlereinheit einspeisbar, mit der der Laserpuls mit einem Teil seiner Intensität in eine Detek­ tionsarmfaser 12 für eine Übertragung von Daten­ information von dem Netzwerk 3 zu wenigstens einer Mobilstation 1 und mit dem im wesentlichen verblei­ benden Teil seiner Intensität als optisches Träger­ signal in eine Mischarmfaser 13 aufteilbar ist, wobei für die Zwecke eines alleinigen Übertragen von Dateninformation von dem Netzwerk 3 zu wenig­ stens einer Mobilstation 1 die Lichtweiche 11 für den Fachmann ohne weiteres erkannbar obsolet ist.

Die in der Detektionsarmfaser 12 geführte Teil­ intensität des Laserpulses ist einer Hochfrequenz­ photodiode 14 als optoelektrischer Wandler ein­ speisbar, die wenigstens eine einer aus dem Netz­ werk 3 an wenigstens eine Mobilstation 1 zu über­ mittelnde Dateninformation aufweisende Frequenz­ komponente entsprechende Bandbreite aufweist. Das elektrische Ausgangssignal der Hochfrequenzphoto­ diode 14 ist über einen Hochfrequenznachverstärker 15 einem Hochfrequenzfilter 16 mit integriertem Nachverstärker einspeisbar. Mit dem Hochfrequenz­ filter 16 ist eine aus dem Netzwerk 3 die an wenig­ stens eine Mobilstation 1 zu übermittelnde Daten­ information aufweisende Frequenzkomponente selektiv herausfilterbar. In einem speziellen Ausführungs­ beispiel hat diese Frequenzkomponente beispiels­ weise unter Berücksichtigung der eingangs genannten beispielhaften Frequenzwerte eine Frequenz von 61,5 Gigahertz. Diese Frequenzkomponente ist einer Sendeantenne 17 einspeisbar und im Funkbetrieb als durch Sendepfeile 18 symbolisch dargestellte Radio­ wellen der oder jeder Mobilstation 1 über eine zugeordnete Mobilstationsantenne 19 einspeisbar.

Die oder jede Mobilstation 1 verfügt über eine an sich bekannte und deshalb nicht näher erläuterte Schaltung, mit der die an wenigstens eine Mobilsta­ tion 1 von dem Netzwerk 3 zu übermittelnde Datenin­ formation aus den von der Sendeantenne 17 abge­ strahlten Funkwellen im zum Aufbau von sogenannten Pikozellen bevorzugt verwendeten 60-Gigahertz-Band extrahierbar ist.

Weiterhin ist jede Mobilstation 1 dazu eingerich­ tet, über die Mobilstationsantenne 19 beispiels­ weise im 60-Gigahertz-Band Radiowellen als Funksig­ nale abzustrahlen, die durch Empfangspfeile 20 symbolisch dargestellt sind. Den Funksignalen ist eine in das Netzwerk 3 zu übertragende Dateninfor­ mation aufmoduliert, wobei die Sendefrequenz der oder jeder Mobilstation 1 beispielsweise 63 Giga­ hertz beträgt. Die von der jeder Mobilstation 1 ausgesendeten, durch Empfangspfeile 20 dargestell­ ten Funksignale sind mit einer Empfangsantenne 21 empfangbar und einem als Bandpaßfilter ausgestal­ teten Hochfrequenzfilter 22 mit vorgeschaltetem Empfangsverstärker zum Herausfiltern einer die von einer Mobilstation 1 an das Netzwerk 3 zu über­ tragende Dateninformation aufweisenden Frequenz­ komponente einspeisbar.

Die optische Wandlereinheit der in Fig. 1 darge­ stellten Vorrichtung verfügt weiterhin über einen optischen Modulator 23, der an einem optischen Eingang von dem in der Mischarmfaser 13 geführten Teil des Laserpulses als optisches Trägersignal sowie an einem Radiofrequenzeingang von dem die von einer Mobilstation 1 in das Netzwerk 3 zu übertra­ gende Dateninformation aufweisenden Ausgangssignal des Hochfrequenzfilters 22 als Modulationssignal beaufschlagbar ist. Mit dem optischen Modulator 23 sind dem aus einer Teilintensität des von dem Laser 7 emittierten Laserpulses gebildeten optischen Trägersignal mit dem Kammspektrum die von der Emp­ fangsantenne 21 aufgenommenen, die an das Netzwerk 3 zu übertragende Dateninformation enthaltenden Funksignale der entsprechenden Mobilstation 1 zum Bilden des optischen Sendesignales aufmodulierbar.

Das von dem optischen Modulator 23 erzeugte opti­ sche Sendesignal ist einer beispielsweise ebenfalls eine Länge von mehreren Kilometern aufweisenden Ab­ führlichtleitfaser 24 des Lichtleitfasernetzes 2 einspeisbar. Das durch die Abführlichtleitfaser 24 geleitete Sendesignal ist einer Zwischenfrequenz­ photodiode 25 als optoelektrischem Wandler ein­ speisbar, die eine Bandbreite aufweist, die wenig­ stens der die von der betreffenden Mobilstation 1 an das Netzwerk 3 zu übertragende Dateninformation enthaltenden Frequenzkomponente entspricht. Bei den oben beispielhaft genannten Frequenzwerten ist die von der betreffenden Mobilstation 1 an das Netzwerk 3 zu übertragende Dateninformation bei einer Differenzfrequenz von 3 Gigahertz aus einer Mi­ schung der Frequenzkomponente von 63 Gigahertz des von der Mobilstation 1 abgegebenen Funksignales und der in dem optischen Trägersignal enthaltenen be­ nachbarten Kammlinie des Kammspektrums gewonnen.

Das Ausgangssignal der Zwischenfrequenzphotodiode 25 ist über einen Zwischenfrequenznachverstärker 26 mit einer der Bandbreite der Zwischen­ frequenzphotodiode 25 entsprechenden Verstärker­ bandbreite einem als Bandpaßfilter ausgeführten Zwischenfrequenzfilter 27 einspeisbar. Mit dem Zwischenfrequenzfilter 27 ist die die von der be­ treffenden Mobilstation 1 an das Netzwerk 3 zu übertragende Dateninformation enthaltende Fre­ quenzkomponente von in dem speziellen Aus­ führungsbeispiel 3 Gigahertz von der die von dem Netzwerk 3 an eine Mobilstation 1 zu übertragende Dateninformation enthaltende Frequenzkomponente von 1,5 Gigahertz abtrennbar. Das Ausgangssignal des Zwischenfrequenzfilters 27 mit der von der be­ treffenden Mobilstation 1 an das Netzwerk 3 zu übertragenden Dateninformation ist über eine Daten­ ausgangsleitung 28 dem Netzwerk 3 einspeisbar.

Durch den Aufbau der elektrooptischen Wandlerein­ heit mit der von dem Laserpuls des Lasers 7 ge­ speisten Lichtweiche 11 und dem von einer Teil­ intensität des Laserpulses gespeisten optischen Modulator 23 ist zum Verbinden der oder jeder funk­ betriebenen Mobilstation 1 mit dem Netzwerk 3 le­ diglich eine einzige aktive Lichtquelle, nämlich der Laser 7, benötigt, dessen Laserpuls zum einen über die Detektionsarmfaser 12 der Übertragung von Dateninformation von dem Netzwerk 3 zu einer Mobil­ station 1 und über die Mischarmfaser 13 als opti­ sches Trägersignal zur Übertragung von Dateninfor­ mation von einer Mobilstation 1 zu dem Netzwerk 3 dient. Die Lichtweiche 11 sowie der optische Modu­ lator 23 sind passive Bauelemente, die hinsichtlich des Ansteueraufwandes, des Energieverbrauches, der Ausfallsicherheit sowie nicht zuletzt in kosten­ mäßiger Hinsicht gegenüber aktiven optischen Bau­ elementen zur Erzeugung eines optischen Trägersig­ nales zum Aufmodulieren der von einer Mobilstation 1 in das Netzwerk 3 zu übertragenden Dateninfor­ mation erhebliche Vorteile aufweisen.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum drahtlosen Verbinden von wenigstens einer funkbetriebenen Mobilstation 1 über ein Lichtleitfasernetz 2 an ein Netzwerk 3, die mit einer Anzahl von jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehenen Bauelementen entsprechender Funktion wie bei der anhand Fig. 1 erläuterten Vorrichtung aus­ gestattet ist. Dementsprechend werden die bereits anhand Fig. 1 erläuterten gleichwirkenden Bau­ elemente nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 1 mit entsprechenden Erläuterungen nicht näher beschrie­ ben. Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung verfügt über einen dem Hochfrequenznachverstärker 15 nach­ geschalteten Frequenzteiler 29, mit dem eine die von dem Netzwerk 3 auf wenigstens eine Mobilstation 1 zu übertragende Dateninformation enthaltende Fre­ quenzkomponente von beispielsweise 61,5 Gigahertz der Sendeantenne 17 einspeisbar ist.

Weiterhin ist mit dem Frequenzteiler 29 eine daten­ informationsfreie Kammlinie des Ausgangssignales der Hochfrequenzphotodiode 14 von beispielsweise 60 Gigahertz über eine Lokaloszillatorleitung 30 als Lokaloszillatorsignal einem ersten Eingang eines Frequenzmischers 31 einspeisbar. Dem zweiten Ein­ gang des Frequenzmischers 31 sind die von der Emp­ fangsantenne 21 aufgenommenen, von einem Vorver­ stärker 32 verstärkten, durch die Empfangspfeile 20 dargestellten Funksignale der Mobilstationen 1 mit einer Frequenz von beispielsweise 63 Gigahertz einspeisbar. Das aus der Differenzfrequenz der Funksignale und des Lokaloszillatorsignales gebil­ dete Ausgangssignal des Frequenzmischers 31 ist einem als Bandpaßfilter ausgeführten Zwischen­ frequenzfilter 33 einspeisbar, mit dem die die von einer Mobilstation 1 zu dem Netzwerk 3 zu über­ tragende Dateninformation aufweisende Frequenz­ komponente von in diesem Ausführungsbeispiel 3 Gigahertz herausfilterbar ist.

Das Ausgangssignal des Zwischenfrequenzfilters 33 ist über einen Zwischenfrequenznachverstärker 34 dem Radiofrequenzeingang des optischen Modulators 23 einspeisbar. Dieses nunmehr allein aus der von einer Mobilstation 1 zu dem Netzwerk 3 zu über­ tragende Dateninformation enthaltenden Frequenzkom­ ponente gebildete Radiofrequenzsignal ist mit dem optischen Modulator 23 auf den in der Mischarmfaser 13 als optisches Trägersignal geführten Teil des Laserpulses aufmodulierbar.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Signalqualität durch das Herausfiltern der die von einer Mobilstation 1 zu dem Netzwerk 3 zu übertragende Dateninformation aufweisende Frequenzkomponente besonders hoch ist, insbesondere da die auf das optische Trägersignal aufmodulierte Frequenzkomponente eine verhältnis­ mäßig niedrige Frequenz von beispielsweise 3 Giga­ hertz aufweist.

Fig. 3 zeigt in einem Blockschaltbild eine bevor­ zugte Ausgestaltung der Modulationssteuereinheit 5 und des Lasers 7 gemäß Fig. 1. Die in Fig. 3 als Blockschaltbild dargestellte Modulationssteuerein­ heit 5 weist eine verlustlos arbeitende Kombina­ tionsfrequenzweiche 35 auf, der zum einen über die Dateneingangsleitung 4 die die von dem Netzwerk 3 zu wenigstens einer Mobilstation 1 zu übertragende Dateninformation enthaltende Frequenzkomponente und zum anderen über eine Taktsignalleitung 36 eine durch einen Festfrequenzgenerator 37 erzeugbare Taktfrequenz von beispielsweise 15 Gigahertz ein­ speisbar ist. Mit der Kombinationsfrequenzweiche 35 sind die die zu übertragende Dateninformation auf­ weisende Frequenzkomponente sowie die Taktfrequenz zu einem in eine Kombinationssignalleitung 38 ein­ speisbaren Kombinationssignal addierbar.

Die Kombinationssignalleitung 38 ist an eine An­ steuerfrequenzweiche 39 angeschlossen, der neben dem Kombinationssignal aus der Kombinations­ frequenzweiche 35 über eine Gleichstromleitung 40 ein von einer Gleichstromquelle 41 generierbarer Gleichstrom zuführbar ist. Mit der Ansteuer­ frequenzweiche 39 ist aus dem Kombinationssignal und dem Gleichstrom ein Ansteuersignal bildbar, das dem Laser 7 über die Ansteuerleitung 6 mit ab­ schließender Kontaktelektrode 42 zuführbar ist.

Der Laser 7 in der Ausgestaltung gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt über einen monolithischen Resonator 43, der an seiner hochreflektiven Abschlußseite 44 einen sättigbaren Passivabsorber 45 und an seiner teildurchlässigen Auskoppelseite 46 über einen mit der Ansteuerlei­ tung 6 verbundenen sättigbaren Steuerabsorber 47 aufweist. Zwischen dem Passivabsorber 45 und dem Steuerabsorber 47 ist das die spontane Emission verstärkende Lasermedium 48 vorgesehen.

Mit dem Steuerabsorber 47 ist eine aktive Moden­ kopplung zum Erzeugen von in der Darstellung gemäß Fig. 3 durch einen geschwärzten Pfeil 49 repräsen­ tierten Laserpulsen erzeugbar, denen direkt die die von dem Netzwerk 3 zu wenigstens einer Mobilstation 1 zu übertragende Dateninformation enthaltende Frequenzkomponente aufmodulierbar ist. Durch das Vorsehen von einem ausreichenden Frequenzabstand zwischen dem Taktsignal und der die zu übertragende Dateninformation enthaltenden Frequenzkomponente wie in diesem Ausführungsbeispiel von 15 Gigahertz für das Taktsignal und 3 Gigahertz für die Fre­ quenzkomponente ist eine Entkopplung der Daten­ information von der durch die Länge des monolithi­ schen Resonators 43 vorgegebenen Wiederholrate erzielt. Durch die Ansteuerung des Steuerabsorbers 47 mit einem Taktsignal mit einer der Umlaufzeit entsprechenden Frequenz ist gegenüber einem grund­ sätzlich ebenfalls durchführbaren freilaufenden Betrieb mit Modenkopplung über den Passivabsorber 45 das Phasenrauschen erheblich verringert.

Fig. 4 zeigt in einem Blockschaltbild eine ent­ sprechend der anhand Fig. 3 erläuterten Ausgestal­ tung aufgebaute Modulationssteuereinheit 5. Der Laser 7 in der in Fig. 4 dargestellten vorteilhaf­ ten zweiten Ausgestaltung weist einen hybriden Resonator 50 auf, dessen hochreflektierende Ab­ schlußseite durch einen kippbaren Abschlußgitter­ reflektor 51 gebildet ist. Zwischen dem Abschluß­ gitterreflektor 51 und einem ein Steuerverstär­ kungsmedium 52 aufweisenden Abschlußelement 53 ist eine sogenannte Gradientenindexlinse 54 vorgesehen, mit der ein sich zwischen der Gradientenindexlinse 54 und dem Abschlußgitterreflektor 51 verlaufender paralleler Freistrahl 55 in das Steuerverstärkungs­ medium 52 fokussierbar ist. Zweckmäßigerweise weist das Abschlußelement 53 an seiner der Gradienten­ indexlinse 54 zugewandten Seite eine Antireflexbe­ schichtung 56 auf, um Fabry-Perot-Moden des ver­ stärkenden Abschlußelementes 53 zu unterdrücken.

An der Auskoppelseite 57 des Abschlußelementes 53 ist ein sättigbarer Passivabsorber 58 vorgesehen, mit dem über passive Modenkopplung bereits kurze, durch den geschwärzten Pfeil 49 repräsentierte Laserpulse generierbar sind. Durch auf die Umlauf­ zeit in dem hybriden Resonator 50 in ihrer Frequenz angepaßte Taktsignale sind die Moden aktiv koppel­ bar, so daß die Laserpulse gegenüber einem grund­ sätzlich ebenfalls durchführbaren freilaufenden Betrieb mit Modenkopplung über den Passivabsorber 58 ein sehr geringes Phasenrauschen enthalten.

Die anhand Fig. 4 erläuterte Ausgestaltung des Lasers 7 mit einem hybriden Resonator 50 zeichnet sich dadurch aus, daß durch Verkippen des Abschluß­ gitterreflektors 51 sowie einer Veränderung der optischen Weglänge zwischen dem Abschlußgitter­ reflektor 51 und dem Abschlußelement 53 sowohl die optische Mittenfrequenz als auch die Umlaufzeit einstellbar ist. Dadurch sind die optischen Fre­ quenzkomponenten und Radiofrequenzanteile der gene­ rierten Laserpulse zum einen auf optische Rand­ bedingungen in dem Lichtleitfasernetz 2 als auch an Randbedingungen im Radiofrequenzbereich flexibel anpaßbar.

Fig. 5 zeigt in einem Schaubild eine erste Haupt­ achse 59 und eine zu der ersten Hauptachse 59 orthogonale zweite Hauptachse 60 der polarisations­ erhaltenden Faser 9 gemäß Fig. 1, die durch Bre­ chungsindizes n_X, n_Y gekennzeichnet sind. Weiterhin ist in Fig. 5 auf einer Frequenzachse 61 ein Aus­ schnitt im Mittenbereich eines von dem Laser 7 emittierten Einkoppelkammspektrums 62 mit zur an­ schaulicheren Darstellung fehlenden, die von dem Netzwerk 3 zu wenigstens einer Mobilstation 1 zu übertragende Dateninformation aufweisenden Fre­ quenzkomponenten dargestellt. Vorzugsweise sind die Laserpulse linear polarisiert, wobei die durch einen Doppelpfeil dargestellte Einkoppellinearpola­ risationsrichtung 63 so ausgerichtet ist, daß die Leistung in Richtung der Hauptachsen 59, 60 gleich verteilt ist.

Fig. 6 zeigt die in Richtung der zueinander ortho­ gonalen Hauptachsen 59, 60 gemäß Fig. 5 abgetrage­ nen Polarisationsverhältnisse am Ausgang der pola­ risationserhaltenden Faser 9, deren Länge L durch

L = c/(2 . Δn . f_r)

gegeben ist, wobei mit c die Lichtgeschwindigkeit, mit Δn die betragsmäßige Differenz zwischen den Brechungsindizes, n_x, n_y in Richtung der beiden Hauptachsen 59, 60 und mit f_r die dem Modenabstand entsprechende Wiederholrate der Laserpulse bezeich­ net ist. Bei dieser Länge L der polarisationserhal­ tenden Faser 9 treten an deren Ausgang zeitversetzt zwei die Laserpulse bildende Einzelpulse auf, die, wie durch Doppelpfeile gekennzeichnet, zwei zuein­ ander orthogonal ausgerichtete Ausgangspolarisa­ tionsrichtungen 64, 65 sowie zueinander komplemen­ täre Auskoppelfrequenzkämme 66, 67 aufweisen, die gegenüber dem Einkoppelkammspektrum 62 einen dop­ pelten Frequenzabstand zwischen benachbarten Kamm­ linien von in diesem speziellen Ausführungsbeispiel 30 Gigahertz haben, wobei sich die Auskoppelkamm­ spektren 66, 67 bei frequenzmäßiger Überlagerung wieder zu dem Einkoppelkammspektrum 62 ergänzen.

Dadurch sind unabhängig von Polarisationsänderungen in der Zuführlichtleitfaser 10 und der Mischarm­ faser 13 immer optische Spektrallinien vorhanden, mit denen mittels des in der Regel polarisations­ sensitiven optischen Modulators 23 das Sendesignal mit der die von einer Mobilstation 1 in das Netz­ werk 3 zu übertragende Dateninformation enthalten­ den Frequenzkomponente erzeugbar ist.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum drahtlosen Verbinden von wenig­ stens einer funkbetriebenen Mobilstation (1) über ein Lichtleitfasernetz (2) an ein Netzwerk (3) mit einer Empfangsantenne (21), mit der von wenigstens einer Mobilstation (1) ausgesendete Funksignale (20) mit aufmodulierter, in das Netzwerk (3) zu übertragender Dateninformation empfangbar sind, und mit einer von einem die Dateninformation aufweisenden Modulationssignal beaufschlagbaren elektrooptischen Wandlerein­ heit, mit der ein die Dateninformation enthal­ tendes optisches Sendesignal in das Lichtleit­ fasernetz (2) einkoppelbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elektrooptische Wandlerein­ heit eine an das Lichtleitfasernetz (2) ankop­ pelbare Lichtweiche (11) aufweist, mit der von einem aus dem Lichtleitfasernetz (2) stammenden optischen Empfangssignal ein Teil der Intensi­ tät als optisches Trägersignal abtrennbar ist und daß die elektrooptische Wandlereinheit über einen von dem optischen Trägersignal und dem Modulationssignal beaufschlagbaren optischen Modulator (23) verfügt, mit dem die Dateninfor­ mation auf das optische Trägersignal zum Bilden des Sendesignales aufmodulierbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein der Empfangsantenne (21) nachgeschalteter Hochfrequenzfilter (22) vor­ gesehen ist, dem die von einer Mobilstation (1) ausgesendeten Funksignale (20) einspeisbar sind und dessen Ausgangssignal dem optischen Modu­ lator (23) als Modulationssignal einspeisbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Frequenzmischer (31) vorge­ sehen ist, dessen Eingänge von den Funksignalen (20) und einem über einen optoelektrischen Wandler (14) und einen Frequenzteiler (29) aus dem optischen Empfangssignal gewonnenen Lokal­ oszillatorsignal beaufschlagbar sind und dessen Ausgangssignal dem optischen Modulator (23) als Modulationssignal zuführbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Frequenzmischer (31) und dem optischen Modulator (23) ein Bandpaß­ filter (33) geschaltet ist, mit dem aus dem Ausgangssignal des Frequenzmischers (31) eine die Dateninformation enthaltende Frequenzkompo­ nente als Modulationssignal herausfilterbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des Empfangssignales ein modengekoppelter Laser (7) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Laser (7) von einer Modula­ tionssteuereinheit (5) ansteuerbar ist, deren Ansteuersignal eine Taktfrequenz aufweist, die in dem Spektrum des Empfangssignales einen Fre­ quenzkamm (62) bildet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Modula­ tionsansteuereinheit (5) um die einzelnen Kamm­ linien an die wenigstens eine Mobilstation (1) zu übermittelnde Dateninformation aufweisende Frequenzkomponenten aufmodulierbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulations­ ansteuereinheit (5) über eine verlustlos ar­ beitende Kombinationsfrequenzweiche (35) ver­ fügt, der zum einen über eine Datenein­ gangsleitung (4) die eine von dem Netzwerk (3) zu wenigstens einer Mobilstation (1) zu über­ tragende Dateninformation enthaltende Fre­ quenzkomponente und zum anderen über eine Takt­ signalleitung (36) die durch einen Festfre­ quenzgenerator (37) erzeugbare Taktfrequenz einspeisbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kombinationsfrequenzweiche (35) eine Ansteuerfrequenzweiche (39) nach­ geschaltet ist, der neben dem Ausgangssignal der Kombinationsfrequenzweiche (35) ein von einer Gleichstromquelle (41) generierbarer Gleichstrom zuführbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Laser (7) nachgeschaltete polarisationserhaltende Faser (9) vorgesehen ist, die von einem linear pola­ risierten Laserpuls beaufschlagbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leistung des Empfangssignales in Richtung orthogonal zueinander ausgerichte­ ter Hauptachsen (59, 60) der polarisations­ erhaltenden Faser (9) gleichgewichtet verteilt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vielfaches der Taktfrequenz durch den Frequenzteiler (31) als Lokaloszillatorsignal abtrennbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem Sende­ signal beaufschlagbarer optoelektrischer Wand­ ler (25) vorgesehen ist, der wenigstens eine Bandbreite aufweist, die der die Dateninforma­ tion enthaltenden Frequenzkomponente ent­ spricht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem von dem Sendesignal beauf­ schlagbaren optoelektrischen Wandler (25) ein Bandpaßfilter (27) nachgeordnet ist, mit dem die die Dateninformation enthaltende Frequenz­ komponente des Sendesignales herausfilterbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtweiche (11) ein 3-dB-Koppler ist.