NO301617B1 - Fiberoptisk svitsj - Google Patents

Description

TEKNISK OMRÅDE

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fiberoptisk svitsj som muliggjør at en eller flere av et antall n innkommende optofibre kan forbindes med hver sin av et antall m utgående optofibre.

Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en fiberoptisk svitsj av den type som er angitt i den innledende del av det vedføyde patentkrav 1 .

TEKNIKKENS STILLING

En svitsj gjør det mulig å omdisponere tilkoblinger i et ordnet sett. I tilfellet av optoteknikker utgjøres forbindelsene av optofibre. Manuell installasjon av disse fibre i fraværet av et planlagt mønster vil til slutt resultere i en uoversiktig bunt av inflettede fibre, som det er nesten umulig å identifisere og som krever kostbar reinstallasjon. Man har gjort forsøk med å fremskaffe mekaniske løsninger som vil råde bot på disse problemer. En løsning har gått ut på å arrangere innkommende og utgående optofibre vinkelrett i forhold til hverandre i ett plan, og å montere hevbare og senkbare speil eller lignende lysavbøyningsinnretninger ved de punkter hvor fiberaksene krysser hverandre. Ulempen med denne løsning er at den krever nærværet av mange optiske komponenter av stor nøyaktighet. Dempningen i en signaloverføring er også høy.

Andre forsøk som er utprøvet med svitser av denne art, har innbefattet det å arrangere innkommende og utgående optofibre i et matrisesystem. Svitsjen innbefatter en flerhet av optiske delere, som hver er forbundet med en respektiv innkommende optofiber, en flerhet av optiske svitsjer plassert ved matrisekrysningspunktene, samt en flerhet av optiske kombinatorer som hver er forbundet med en respektiv utgående optofiber. Hver svitsj innbefatter et optoelek-trisk element, en forsterker og et elektrooptisk element. På grunn av det store antall av involverte konstruksjons-komponenter, vil en svitsj av denne art være dyr og kompli-sert, spesielt i tilfellet av store svitsjer som gir mange koblingsmuligheter. Dessuten krever svitsjen en kontinu-erlig tilførsel av strøm.

US 4.193.552 beskriver en fiberoptisk svitsj for å mulig-gjøre selektiv forbindelse av en eller flere innkommende fibre med en utgående fiber. Svitsjen består av innkommende optiske fibre konfigurert i en matriseblokk og en utgående fiber. Den utgående fiber kan flyttes mellom ulike posisjoner for innbyrdes tilkobling til en av de innkommende fibrene.

EP 9668 angår en anordning for å sammenkoble optiske fibre. I en utførelsesform arrangeres de innkommende og utgående optiske fibrene vinkelrett på hverandre i et plan. Bevege-lige speil er montert i punktet der fiberaksene skjærer hverandre.

EP 161 683 angår en optisk svitsj. I en utførelsesform (fig. 6) er de innkommende og utgående lystransmisjonsinnretningene ordnet i et matrisesystem.

REDEGJØRELSE FOR OPPFINNELSEN

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å unngå ulempene ved de kjente svitsjer, ved fremskaffelse av en optisk svitsj som er rimelig og pålitelig, og til hvilken strøm bare trenger å tilføres når det blir utført en svitsjing, og som har en enkel oppbygning.

Denne hensikt oppnås ved en svitsj av den innledningsvis angitte art, som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av den karakteriserende del av vedlagte

patentkrav 1.

Dette arrangement muliggjør at innkommende optofibre kan forskyves innbyrdes langs deres tilsvarende rader til en ønsket kolonne av lystransmisjonsinnretninger, og en utgående optofiber i en tilsvarende kolonne kan forskyves til en tilsvarende rad av lystransmisjonsinnretninger for innbyrdes forbindelse av de selekterte optofibre.

Fortrinnsvis utgjøres lysledende elementer av bølgeledere, optiske fibre eller lignende. De innkommende og utgående optofibre er fortrinnsvis anordnet på sleider eller lignende innretninger som muliggjør forskyvning i tilsvarende føringsspor i matriseblokken, samtidig som lystransmisjonsinnretningene avsluttes i bunnene av de respektive førings-spor .

Hver sleide vil fortrinnsvis innbefatte en fjærforspent kule som er i stand til å komme til inngrep med en uttagning som er uttatt i hvert føringsspor og svarende til hver rad og kolonne av respektive lystransmisjonsinnretninger, for således å muliggjøre at respektive optofibre kan settes i deres riktige posisjoner.

En fordel går ut på at sleidene kan beveges i førings-sporene ved hjelp av trinnmotorer eller lignende, og sett i tverrsnitt vil sleidene fortrinnsvis ha en trapesformet konfigurasjon, idet trapesets grunnlinje vender mot matriseblokken. Føringssporene er tilsvarende formet, og optofibrene avsluttes i bunnområdet for de trapesformede sleider.

En optisk svitsj som er konstruert i henhold til den foreliggende oppfinnelse, skaffer en flerhet av fordeler. En fordel går ut på at det ikke er behov for direkte remontering av forbindelsene, det vil si optofibrene, hvilket innebærer unngåelse av sammenfloking. Det spesi- elle arrangement med en matrise innebærer at man kan oppnå et maksimalt antall av koblingsmuligheter, det vil si det største mulige antall av kombinasjoner mellom innganger og utganger.

Bruken av en bølgeleder, optisk fiber eller lignende som lystransmisjonsinnretninger, gir den fordel at man kan oppnå lav dempning i alle oppkoblinger.

Fordi optofibrene er anordnet på sleider eller lignende innretninger som muliggjør forskyvning i tilsvarende føringsspor i matriseblokken, oppnår man en meget enkel mekanisk konstruksjon. Fremskaffelsen av en fjærforspent kule på hver sleide som kan komme til inngrep i en uttagning uttatt i hvert føringsspor og svarende til hver rad og kolonne av respektive lystransmisjonsinnretninger, gir fordelaktig den mulighet at respektive optofibre kan posisjoneres meget nøyaktig.

Fordi sleidene kan forskyves i føringsspor ved hjelp av trinnmotor eller lignende, og fordi sleidene har et trapesformet tverrsnitt med basis vendende mot matriseblokken, og fordi føringssporene har en tilsvarende konfigurasjon, kan optofibrene posisjoneres nøyaktig ved hjelp av enkle forholdsregler, samtidig som den mekaniske konstruksjon er pålitelig. Det kreves ingen separate organer for fasthold-else av sleidene i posisjon på matriseblokken.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i ytterligere detalj under henvisning til et eksempel på en utførelsesform, under henvisning til de vedføyde tegningsfigurer.

KORT OMTALE AV TEGNINGSFIGURENE

Figur 1 er et perspektivriss av en foretrukken utførelses-form for en optisk svitsj i henhold til oppfinnelsen. Figur 2 er et snitt gjennom en del av den svitsj som er vist på figur 1.

FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER FOR OPPFINNELSEN

Figur 1 viser i perspektivriss en foretrukken utførelses-form for en optisk svitsj i henhold til oppfinnelsen. Svitsjen innbefatter en matriseblokk med en flerhet av lystransmisjonsinnretninger 2 som er anordnet i n antall av rader og m antall av kolonner. For oversiktens skyld er det bare vist fire rader og fire kolonner på tegningen, selv om det skal forstås at et hvilket som helst antall av rader og kolonner kan fremskaffes, og at antallet av rader og kolonner bare er begrenset ved størrelsen av bryteren, og ved det som kan betraktes som rimelig utifrå et kon-struksjonsaspekt. Heller ikke trenger radene og kolonnene være av et innbyrdes likt antall, slik tilfellet er ved den viste utførelsesform, men kan varieres uavhengig av hverandre. Lystransmisjonsinnretningene 2 strekker seg gjennom matriseblokken 1 fra en innside til en utside, og omfatter bølgeledere, optiske fibre eller rett og slett et hull som strekker seg gjennom matriseblokken, forutsatt at blokken er smal.

De innkommende optofibre 3 på innsiden er anordnet på sleider 4 som er innført i føringsspor 5 i matriseblokken 1, og som kan forskyves langs disse. Føringssporene 5 er plassert slik at hvert av sporene vil strekke seg langs en respektiv rad av de n rader av lystransmisjonsinnretninger 2, samtidig som lystransmisjonsinnretningene er avsluttet i bunnen av de respektive spor 5. På lignende måte er de utgående optofibre 6 på utsiden plassert på sleider 7, som er satt inn i føringsspor i matriseblokken 1, og som kan forskyves i disse. Sporene 8 er plassert vinkelrett i forhold til sporene 5, og hvert av sporene 8 strekker seg langs en respektiv kolonne av de m kolonner av lystransmisjonsinnretninger 2, og lystransmisjonsinnretningene avsluttes i bunnen av de respektive spor 8. Sett i tverrsnitt har sleidene 4 og 5 en trapesformet konfigurasjon med basis for trapeset vendende mot matriseblokken 1 . Førings-bordene 5 og 6 har en tilsvarende konfigurasjon, slik at de holder og fører sleidene positivt i matriseblokken. Både de innkommende og utgående optofibre 3 og 6 blir dermed avsluttet i basisen for de trapesformede sleider.

Dette ovenfor omtalte arrangement muliggjør at sammenkob-linger kan utføres selektivt mellom innkommende og utgående optofibre. F.eks. kan den innkommende optofiber i rad 1 beveges til den tredje kolonne, og den utgående optofiber i kolonne 3 kan beveges til rad 1, for derved å koble disse to optofibre sammen. På lignende måte kan gjenværende optofibre beveges selektivt til respektive ønskede rader og kolonner, for derved å etablere de ønskede forbindelser.

Bevegelse av sleidene og derved optofibrene til ønskede rader og kolonner, kan effektueres ved hjelp av trinnmotorer eller lignende (ikke vist) som driver sleidene. For å sikre at man oppnår riktig innstilling, er hver sleide 4 eller 7 forsynt med en fjærforspent kule 9 i basisen av sleiden, umiddelbart i nærheten av optofiberen, slik dette fremgår av figur 2, som er et tverrsnitt gjennom et parti av føringssporene 5 eller 8 i matriseblokken og et parti av en tilsvarende sleide 4 eller 7. Hvert førings-sport 5 eller 8 er forsynt med tilsvarende uttagninger 10, hvori den fjær forspente kule 9 kan komme til inngrep, og som er plassert umiddelbart i nærheten av munningen av lystransmisjonsinnretningene 2. Dette arrangement mulig-gjør bevegelse av respektive sleider å bli nøyaktig kon-trollert, slik at optofiberen og lystransmisjons-innretningen vil stå på linje med hverandre, for derved å oppnå den best mulige lystransmisjon og den minst mulige dempning.

Det skal forstås at de nevnte optofibre, både de innkom mende og utgående fibre, kan også innbefatte grupper av optofibre, f.eks. båndfiberkabel med f.eks. åtte fibre, i hvilket tilfelle hver innkommende fibergruppe kan tilkobles en utgående optofibergruppe.

Det skal forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til den foregående beskrivelse og den viste utførelsesform, og at modifikasjoner kan utføres innen omfanget av de vedføyde patentkrav.

Claims (7)

1 . Fiberoptisk svitsj for å muliggjøre selektiv optisk forbindelse av en eller flere av n antall av innkommende optofibre (3) med en respektiv fiber av m antall utgående optofibre (6), idet svitsjen omfatter: - en matriseblokk (1) med n<*>m lystransmisjonskomponenter anordnet i en matrise av n rader og m kolonner - n separate organer (4) som hver er innrettet til å motta en fri ende av en respektiv fiber av de n innkommende optofibre, idet hver av nevnte n organer er assosiert med en respektive rad av nevnte matriseblokk på dennes inn gangsside, og - m separate organer (7) som er innrettet til å motta en fri ende av en respektiv fiber av de n utgående optofibre, idet hvert av nevnte n organer er assosiert med en respektive kolonne av nevnte matriseblokk på dennes ut-gangsside, karakterisert vedat - nevnte matrisesystem (1) omfatter en matriseblokk hvori nevnte n<*>m lystransmitterende komponenter utgjøres av n<*>m langstrakte lysledende elementer (2) som hver strekker seg fra en inngangsflate til en utgangsflate av blokken, mend inngangsendene og utgangsendene av de lysledende elementer anordnet i en matrise av n rader på henholdsvis inngangsflaten og utgangsflaten, - idet hvert av nevnte n organer (4) for å motta den frie ende av en tilsvarende innkommende fiber (3) er assosiert med en respektive rad av nevnte inngangsender av nevnte lysledende elementer, samtidig som nevnte n mottagende organer (4) ytterligere omfatter organer (4,5) for lineær forskyvning av nevnte frie ende av nevnte tilsvarende innkommende optofiber, uavhengig av de andre, langs sin tilsvarende rad av inngangsender av lysledende elementer, for derved å muliggjøre den optiske forbindelse av nevnte frie ende med en hvilken som helst av en av element-inngangsendene anordnet på nevnte rad, og - idet hver av nevnte m organer (7) for å motta de frie ender av en tilsvarende utgående fiber (6) er assosiert med en respektive kolonne av nevnte utgangsender av nevnte lysledende elementer, idet hver av nevnte m mottagende organer (7) ytterligere omfatter organer (7,8) for lineær forskyvning av nevnte frie ende av nevnte tilsvarende utgående optiske fiber, uavhengig av de andre, langs sin tilsvarende kolonne av utgangsender av lysledende elementer, for således å muliggjøre den optiske forbindelse av nevnte frie ende ved en hvilken som helst av nevnte elementutgangsender anordnet på nevnte kolonne, hvorved nevnte ønskede optiske forbindelse av nevnte selekterte ene av nevnte n innkommende fibre med nevnte selekterte ene av nevnte m utgående fibre kan utføres ved forskyvning, på den ene side, nevnte selekterte innkommende fibre langs sin tilsvarende rad vil den kolonne med hvilken nevnte selekte-rende utgående fibre er assosiert, og på den annen side, nevnte selekterte utgående fiber langs sin tilsvarende kolonne til den rad med hvilken nevnte selekterte innkommende fiber er assosiert.

2. Svitsj som angitt i krav 1, karakterisert vedat lystransmis jonsinnret-ningene (2) utgjøres av bølgeledere, optiske fibre eller lignende.

3. Svitsj som angitt i krav 2,karakterisert vedat nevnte organer (4,5;7,8) for å motta og lineært forskyve den frie ende av hver av nevnte innkommende og utgående optofibre (3, 6) utgjøres av sleider (4, 7) eller tilsvarende innretninger som kan forskyves i tilsvarende føringsspor (5, 8) i både nevnte inngangsflater og utgangsflater av matriseblokken, og at de lystransmiterende elementer (2) avsluttes i bunnen av føringssporene på både inngangsflaten og utgangsflaten.

4. Svitsj som angitt i krav 3, karakterisert vedat hver sleide (4, 7) innbefatter en fjærforspent kule (9) som kan komme til anlegg i en uttagning (10) uttatt i hvert føringsspor (5, 8) og svarende til hver respektiv rad eller kolonne av lystransmisjonsinnretninger (2) for plassering av respektive optofibre i deres korrekte posisjoner.

5. Svitsj som angitt i et av kravene 3 eller 4,karakterisert vedat sleidene (4, 7) kan forskyves i føringssporene (5, 8) ved hjelp av trinnmotorer eller lignende.

6. Svitsj som angitt i et av kravene 3-5,karakterisert vedat sleidene (4, 7) i tverrsnitt har en trapesformet oppbygning med basisen vendende mot matriseblokken (1), og at føringssporene (4, 8) har en tilsvarende oppbygning.

7. Svitsj som angitt i krav 8,karakterisert vedat optofibrene (3, 6) munner ut i basisen av de trapesformede sleider.