DE19719815A1 - Optisches Fasergerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Fasergerät und ein Verbindersystem für optische Fasern.

Die Industrie für die optische Faserkommunikation verwendet augenblicklich eine Anzahl verschiedener Typen von Verbindern für optische Fasern. Die Verbinder werden dazu verwendet, die für Lichtleitung verwendeten optischen Fasern zu verbinden und zu trennen. Zur Schaffung einer zufriedenstellenden Verbindung ist es erforderlich, daß die optischen Verbinder hochpräzise mechanische Geräte sind, wobei Toleranzen an bestimmten Teilen in der Größenordnung von 1 Mikron liegen. Die Verbinder sind schwierig zu produzieren, und viele Jahre von Ingenieursarbeit waren erforderlich, um die verschiedenen Typen von Verbindern zu entwickeln und zu vervollkommnen, wobei die meisten dieser Verbinder in großen Mengen herge­ stellt werden müssen. Die verschiedenen Typen von Verbindern sind im wesentlichen alle nicht kompatibel, und bei der Weiterentwicklung der Industrie werden neue Typen mit verbes­ serten Merkmalen entwickelt. Ungeachtet der Vielzahl von Typen von Verbindern, die zur Verfügung stehen, fehlen von einem Benutzer zu installierende und kostengünstige Komponen­ ten zur Anpassung zwischen Typen von Verbindern. Eine Anzahl von Adaptern zur Verbindung verschiedener Typen von Verbin­ dern steht zur Verfügung, ist aber in der Anwendung stark begrenzt, entweder aufgrund zu hoher Kosten oder einer begrenzten Leistung. Einige Adapter werden in Instrumenten oder Ausrüstungen verwendet, sind jedoch in die Instrumente eingebaut, so daß ein Instrument nur zur Verbindung mit einem Typ von Verbinder verwendet werden kann. Ein das Instrument kaufender Benutzer kann es daher nur mit einem Typ eines optischen Verbinders verwenden.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein optisches Fasergerät vorgesehen, mit einem darin angeordneten optischen Verbinder, einer Ausnehmung, die es zuläßt, daß ein Durchgangsverbinder mit dem optischen Verbinder verbunden werden kann, und einem Eingriffsmechanismus, der die Freigabe des Durchgangsverbinders ermöglicht, wenn dieser mit dem optischen Verbinder verbunden ist.

Die vorliegende Erfindung umfaßt weiterhin ein System zur Verbindung von optischen Fasern, mit einem Gerät, in dem ein optischer Verbinder angeordnet ist, einem mit dem Verbinder verbindbaren Durchgangsverbinder und einem Eingriffsmechanis­ mus, der die Freigabe des Durchgangsverbinders ermöglicht, wenn er mit dem Verbinder verbunden ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nur als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Explosionsansicht einer Verbinderhalterung eines Instruments einer ersten Ausführungsform, mit einem Durchgangs­ verbinder und einem optischen Verbinder;

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Instrument;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Verbindungsfachs des Instruments, wobei die Verbinderhalterung in einer Ausgangsposition ist, mit einem Durchgangsverbinder und einem optischen Verbinder;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Verbinderfachs des Instruments, wobei die Verbinderhalterung in einer offenen Position ist, mit einem Durchgangsverbinder und einem abgenommenen optischen Verbinder;

Fig. 5 einen Querschnitt einer Verbinderhalterung mit einem Durchgangsverbinder;

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Aufsicht auf die Verbinderhalterung mit einem Durchgangsverbin­ der;

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Verbindungsfachs des Instruments, wobei die Verbinderhalterung in einer mittleren Frei­ gabeposition und der Durchgangsverbinder entfernt ist;

Fig. 8 ein schematisches Diagramm der Verbinderhalte­ rung in der Ausgangs- oder offenen Position mit einem Durchgangsverbinder;

Fig. 9 ein schematisches Diagramm der Verbinderhalte­ rung in der mittleren Freigabeposition mit einem abgenommenen Durchgangsverbinder;

Fig. 10 eine schematische Explosionsdarstellung einer Verbinderhalterung eines Instruments nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, mit einem Durchgangsverbinder und einem optischen Verbinder.

Optische Faserverbinder werden entsprechend einer Anzahl verschiedener Entwürfe hergestellt, die zwar inkompatibel sind, aber ähnliche Charakteristika aufweisen. Zu den Standardverbindertypen gehören beispielsweise ST, SC, FC, D4, LSA, E2000, EC und SMA, die von einer Zahl von Herstellern hergestellt werden. Die Verbinder werden dazu verwendet, eine Verbindung zwischen zwei Fasern herzustellen, und sind an den Enden einer optischen Faser bzw. eines Lichtleiters angeord­ net, wobei die Spitze der Faser zur Bildung einer gewünschten Verbindungsoberfläche poliert ist. Wie dies in der Fig. 1 für einen SC-Verbinder 10 dargestellt ist, ist die Faserspitze in einer Klemme 12 befestigt, die für eine präzise physikalische Positionierung der Faser sorgt. Die Klemme 12 ist normaler­ weise rund mit einem Außendurchmesser von 2,5 mm und einem Innendurchmesser, der dem Durchmesser der Faser gleich ist, der normalerweise etwa 125 Mikron beträgt.

Die Klemme 12 ist normalerweise innerhalb einer Hülse 14 angeordnet, die an dem entgegengesetzten Ende einen daran befestigten Teil aufweist, häufig als Haube 15 bezeichnet, die die äußere Umkleidung der Faser 17 beim Eindringen in den Verbinder 10 stützt. Ein Federmechanismus kann in dem Verbin­ der vorgesehen werden, um einen gesteuerten Druck auf die Endfläche der Klemme 12 vorzusehen, wenn eine Verbindung hergestellt wird, zur Unterstützung der Steuerung der opti­ schen Parameter, wie beispielsweise Durchgangsdämpfung und Echodämpfung. Der SC-Verbinder 10 enthält eine äußere Hülse 16, die um die innere Hülse 14 herum angeordnet ist, und die beiden Hülsen 14 und 16 sind so konfiguriert, daß sie es zulassen, daß die innere Hülse 14 innerhalb der äußeren Hülse 16 zurückgezogen werden kann, wie in Fig. 1 dargestellt, und dann innerhalb der äußeren Hülse 16 gleiten kann, um aus dieser vorzuspringen, wenn sie mit einem Durchgangsverbinder 18 verbunden wird, wie dies im folgenden beschrieben wird.

Zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Fasern sind zwei optische Verbinder erforderlich, zusammen mit einem Durchgangsverbinder, der dazu verwendet wird, die optischen Verbinder auszurichten, so daß die Fasern korrekt ausgerich­ tet sind und das Licht von einer Faser zu der anderen über­ tragen wird. Ein Durchgangsverbinder enthält eine Ausrich­ tungshülse, die eine Präzisionskomponente ist und dazu verwendet wird, die Klemmen 12 von den beiden optischen Verbindern auszurichten und daher die Fasern der Klemmen 12 auszurichten. Ein Sicherungsmechanismus wird dazu verwendet, einen Durchgangsverbinder an einem optischen Verbinder zu sichern. Der Sicherungsmechanismus kann eine Anzahl von Formen aufweisen, beispielsweise eine Schraubengewindeanord­ nung, eine Bajonettanordnung oder eine Zug-/Schubanordnung. Der SC-Verbinder 10 und ein entsprechender Durchgangsverbin­ der 18 verwenden eine Zug-/Schubanordnung, wo die äußere Hülse 16 gehalten und in ein offenes Ende 20 des Durchgangsverbin­ ders 18 bewegt wird. In dem Verbinder 18 sind zwei um die Ausrichtungshülse angeordnete Arme enthalten, die an der inneren Hülse 14 angreifen, wenn der Verbinder 10 in den Durchgangsverbinder 18 geschoben wird, um die innere Hülse 14 und den Verbinder 10 in Position zu halten. Die innere Hülse 14 enthält Verriegelungsabschnitte, an denen durch die Arme in dem Durchgangsverbinder 18 angegriffen wird, zur Bildung einer Schnappfassung mit dem Durchgangsverbinder 18. Der optische Verbinder 10 kann dann von dem Durchgangsverbinder 18 durch Ziehen an der Faser 17 oder der Haube 15 nicht entfernt werden, ohne den optischen Verbinder zu beschädigen. Der Verbinder 10 kann von dem Durchgangsverbinder 18 nur dadurch sicher abgenommen werden, indem man an einem freien Ende der äußeren Hülse 16 hält und sie von dem Verbinder 18 wegzieht. Die äußere Hülse 16 enthält schräg zulaufende Abschnitte, die, wenn sie von dem Durchgangsverbinder 18 weggezogen werden, die Arme des Durchgangsverbinders 18 aus den Verriegelungsabschnitten der inneren Hülse 14 wegzwingen.

Der Sicherungsmechanismus zwischen dem optischen Verbinder 10 und dem Durchgangsverbinder 18 verhindert eine zufällige Trennung, wenn zufällig an dem Kabel, der Faser 17 oder der Haube 15 an der Rückseite des Verbinders 10 gezogen wird. Eine ähnliche Möglichkeit zur Verhinderung einer zufälligen Trennung wird von einer Anzahl von Verbindern vorgesehen. Ein Durchgangsverbinder, der zum Verbinden zweier optischer Verbinder unterschiedlicher Typen verwendet wird, wird als Durchgangsadapter bezeichnet, ein Interserienadapter oder ein Interseriendurchgangsadapter. Beispielsweise ist der in Fig. 1 dargestellte Durchgangsverbinder 18 ein Durchgangsadapter zur Verbindung eines optischen Verbinders 22 vom ST-Typ mit einem optischen Verbinder 10 vom SC-Typ.

Die erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung sieht ein optisches Faserinstrument 2 vor, wie dies in den Fig. 2 bis 7 dargestellt ist, das es ermöglicht, daß unterschiedliche Durchgangsverbinder an ihm angebracht werden, so daß unterschiedliche Typen optischer Verbinder mit dem Instrument 2 verbunden werden können. Das Instrument enthält zwei Seitenfächer 4 und 6 zur Aufnahme eines opti­ schen Verbinders 22, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Der Verbinder 22 ist in dem Fach 4 schwenkbar, wie im folgenden noch beschrieben werden wird, und kann, sobald er einmal angebracht ist, in eine Nullposition 30 in dem Fach 4 bewegt werden. Das Fach 4 und der Verbinder 22 kann dann von einem Deckel 32 eingeschlossen und geschützt werden, wie dies für das gegenüberliegende Fach 6 gezeigt ist. Der optische Verbinder 22 ist mit einem SC-Verbinder 10 verbunden, der in einer schwenkbaren Halterung 40 angebracht ist, wie dies schematisch in Fig. 1 und in größerer Einzelheit in den Fig. 3 bis 9 dargestellt ist.

Die schwenkbare Halterung 40 enthält Zapfen 42, die von jeder Seite der Halterung 40 vorspringen und von zusammenwirkenden Ausnehmungen in dem Körper 44 des Instruments 2 aufgenommen werden, so daß die gesamte Halterung 40 um die Achse der Zapfen 42 verschwenkbar ist. Die Halterung 40 ist schwenkbar in einem Fach 40 zwischen einer Nullposition, siehe Fig. 3, einer offenen Position, siehe Fig. 4, und einer mittleren Freigabeposition, siehe Fig. 7, die zwischen der Nullposition und der geöffneten Position liegt. Die Schwenkbewegung der Halterung 40 wird von oberen Flanschen 46 und 48 begrenzt, die an entsprechenden Anschlägen 50 und 52 des Körpers 44 des Instruments 2 angreifen. Der Boden der Halterung 40 greift ebenfalls an einem Anschlag 54 in der Nullposition an, siehe Fig. 3. Ein SC-Verbinder 10 wird in der Halterung 40 von einem Vorsprungsabschnitt 56 an Ort und Stelle gehalten, der an dem Boden der Halterung 40 angeordnet ist und die Haube 50 des Verbinders 10 hält. Der Vorsprung 56 ist so konfiguriert, daß er eine gewisse Bewegung des optischen Verbinders 10 ermöglicht, wenn an ihm oder einem mit ihm verbundenen Verbinder unachtsam gezogen wird.

Die Halterung 40 enthält unterhalb jedes Zapfens 42 bewegbare Arme oder Federn 60. Die Arme 60 enthalten nach innen gerich­ tete Abschnitte 62 an jedem ihrer Enden. Die Arme 60 sind normalerweise, siehe Fig. 3, 4 und 8, so vorgespannt, daß die nach innen gerichteten Abschnitte 62 frei sind. Wenn jedoch die Halterung 40 in die mittlere Freigabeposition gebracht wird, siehe Fig. 7 und 9, wirken Kugellager 64, die in festen gegenüberliegenden Positionen in dem Körper 44 untergebracht sind, gegen die Arme 60, um die sich nach innen erstreckenden Abschnitte 62 in entsprechende Löcher 66 in der Halterung 42 zu pressen, um an der äußeren Hülse 16 des Verbinders 10 anzugreifen und diese zu halten. Die Halterung 40 enthält Schlitze 68 und 69, die an entgegengesetzten Seiten des Arms 60 angeordnet sind, so daß in der Nullposi­ tion und der offenen Position die Kugellager 64 in entspre­ chenden Schlitzen ruhen und es zulassen, daß die Arme 60 normalerweise von dem Verbinder 10 weg beaufschlagt sind. In der Nullposition liegen die Kugellager 64 in den ersten Schlitzen 68, während sie in der offenen Position in den zweiten Schlitzen 69 ruhen.

Die Halterung 40 enthält eine Ausnehmung 70 an ihrem oberen Ende, die das Ende des optischen Verbinders 10 mit der Klemme 12 freilegt. Die Ausnehmung 70 ermöglicht es, daß ein Durch­ gangsverbinder 18, 72 dort eingesetzt und mit dem Verbinder 10 verbunden wird. Sobald der Durchgangsverbinder 18, 72 mit dem Verbinder 10 verbunden ist, kann er von dem Instrument 2 nicht entfernt werden, falls nicht die Halterung 40 in die mittlere Freigabeposition gebracht wird, siehe Fig. 7 und 9. Ein optischer Verbinder 22, 74 kann dann mit dem Instru­ ment verbunden oder von diesem abgenommen werden, je nach Wunsch, indem der Verbinder 22, 74 in den Durchgangsverbin­ der 18, 22 eingesetzt oder von diesem abgenommen wird. Die Halterung 40 kann in die offene Position geschwenkt werden, zur Erleichterung der Verbindung und des Abnehmens eines optischen Verbinders 22, 74. Sobald der optische Verbinder 22, 74 verbunden ist, kann er zusammen mit der Halterung 40 in die Nullposition bewegt und von dem Deckel 32 geschützt werden.

Wenn ein unterschiedlicher Typ eines optischen Verbinders 22, 74 in das Fach 4 des Instruments 2 eingesetzt werden muß, wird die Halterung 40 in die mittlere Position geschwenkt, so daß die Arme 60 an dem darin angeordneten Verbinder 10 angreifen. Der Durchgangsverbinder 18, 72 kann dann entfernt und durch einen geeigneten Durchgangsverbinder 18, 72 ersetzt werden, der die Verbindung des gewünschten Typs von Verbin­ dern erleichtert.

Das von dem Instrument 2 vorgesehene System zur Verbindung optischer Fasern ist besonders vorteilhaft, da es es ermög­ licht, daß eine Vielzahl unterschiedlicher Typen optischer Verbinder mit ihm verbunden werden kann, indem zugelassen wird, daß verschiedene unterschiedliche Arten von Durchgangs­ verbindern oder Adaptern dort eingesetzt werden können. Der in der Halterung 40 des Instruments untergebrachte optische Verbinder 10 ist ein standardisierter handelsüblicher opti­ scher Verbinder hoher Leistung, der gewährleistet, daß ein breiter Bereich von kostengünstigen Durchgangsverbindern mit guter Leistung zur Verfügung steht, um eine Vielzahl von optischen Verbindertypen zu verbinden. Das Instrument 2 unterstützt alle üblichen Verbinder mit einer einfachen Betriebsart, darunter Typen mit physikalischem Kontakt und mit winkligem physikalischem Kontakt, und unterstützt auch alle üblichen Multimode-Verbinder. Das Instrument 2 unter­ stützt speziell angepaßte Klemmen bzw. Beschlagteile für spezielle Zwecke, beispielsweise eine Linse, eine Faseranord­ nung oder ein optisches Gerät, wie beispielsweise einen Detektor oder einen Sender. Beispielsweise werden die folgen­ den Typen für die folgenden Hersteller unterstützt.

Das Vorsehen einer schwenkenden Halterung 40 ist ebenfalls insoweit vorteilhaft, als es den Zugang für die Benutzer verbessert und die Möglichkeit einer leichten Verbindung für Fasern vorsieht. Die Anordnung der Fächer 4 und 6 und der Deckel 32 sorgt ebenfalls für eine geschützte Umgebung für die Faserverbindung.

Verschiedene Mechanismen zur Freigabe des Durchgangsverbin­ ders 18, 17 können durch die Verbinderhalterung 40 verwendet werden. Beispielsweise ist in Fig. 10 eine zweite Verbinder­ halterung 80 dargestellt, die anstelle einer schwenkbaren Anbringung in den Fächern 4 und 6 des Instruments 2 in ihrer Position durch Verriegelungsarme 82 befestigt ist. Die Halterung 80 weist einen Freigabeknopf 84 auf, der benachbart zu der Ausnehmung 70 für die Klemme 12 angeordnet ist. Das Drücken des Freigabeknopfs 84 veranlaßt, daß ein Arm 86 der Halterung 80 auf den Bodenteil des optischen Verbinders 10 wirkt, um die äußere Hülse 16 in Position zu halten, so daß der Durchgangsverbinder 18, 72 entfernt und durch einen anderen Durchgangsverbinder ersetzt werden kann. Obwohl von den Halterungen 40 und 80 beschrieben wurde, daß sie in ein Instrument 2 eingebaut sind, können sie in jeder beliebigen Form eines optischen Fasergeräts oder einer Ausrüstung verwendet werden, beispielsweise in einem Modem oder einem Wandanschluß oder einem Steckanschluß.

Viele Modifikationen ergeben sich für Fachleute, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie sie im Vorstehenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde.

Claims (16)

1. Optisches Fasergerät mit einem darin angeordneten optischen Verbinder (10), einer Ausnehmung (70), die es ermöglicht, daß ein Durchgangsverbinder (18, 17) mit dem optischen Verbinder (10) verbunden werden kann, sowie mit einem Eingriffsmechanismus, der die Freigabe des Durchgangsverbinders (18, 17) ermöglicht, wenn dieser mit dem optischen Verbinder (10) verbunden ist.

2. Optisches Fasergerät nach Anspruch 1, bei dem der Eingriffsmechanismus auf einen Teil des optischen Verbinders (10) wirkt, zur Ermöglichung der Freigabe des Durchgangsverbinders (18, 17).

3. Optisches Fasergerät nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Halterungsteil (40, 80), der die Ausnehmung (70) enthält und mindestens einen Teil des optischen Verbinders (10) hält, der einen Abschlußteil einer optischen Faser umfaßt.

4. Optisches Fasergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Eingriffsmechanismus mindestens einen bewegbaren Arm (60) enthält, der normalerweise von den optischen Verbindern (10) weg vorgespannt ist, und der zum Eingriff mit dem Verbinder (10) bewegt wird, zur Ermöglichung der Freigabe des Durchgangsverbinders (18, 17).

5. Optisches Fasergerät nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem der Halterungsteil (40) zwischen mindestens einer ersten und zweiten Position schwenkbar ist, von denen die zweite Position einer Position entspricht, in der die Freigabe ermöglicht ist.

6. Optisches Fasergerät nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei dem der bewegbare Arm (60) durch einen festen Teil des Geräts bewegt wird, der gegen den Arm (60) wirkt, wenn der Halterungsteil (40) zwischen den Positionen verschwenkt wird.

7. Optisches Fasergerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, mit einer Knopfanordnung zur Bewegung des bewegbaren Arms.

8. Optisches Fasergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der optische Verbinder (10) ein optischer SC-Verbinder (10) ist.

9. Optisches Faserverbindungssystem, enthaltend ein Gerät (2) mit einem darin angeordneten optischen Verbinder (10), einen mit dem Verbinder (10) verbindbaren Durch­ gangsverbinder (18, 17) und einen Eingriffsmechanismus, der die Freigabe des Durchgangsverbinders (18, 17) ermöglicht, wenn dieser mit dem Verbinder (10) verbunden ist.

10. Optisches Faserverbindungssystem nach Anspruch 9, bei dem der Eingriffsmechanismus auf einen Teil des opti­ schen Verbinders (10) zur Ermöglichung der Freigabe des Durchgangsverbinders (18, 17) wirkt.

11. Optisches Faserverbindungssystem nach einem der Ansprü­ che 9 oder 10, mit einem Halterungsteil (40, 80), der die Ausnehmung (70) enthält und mindestens einen Teil des optischen Verbinders (10) hält, der einen Anschluß­ teil (12) einer optischen Faser enthält.

12. Optisches Faserverbindungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem der Eingriffsmechanismus mindestens einen bewegbaren Arm (60) enthält, der normalerweise von dem optischen Verbinder (10) weg beaufschlagt ist und der zum Angriff an dem Verbinder (10) bewegt wird, zur Ermöglichung der Freigabe des Durchgangsverbinders (18, 17).

13. Optisches Faserverbindungsgerät nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem der Halterungsteil (40) zwischen mindestens einer ersten und einer zweiten Position schwenkbar ist, von denen die zweite Position einer Position entspricht, wo die Freigabe ermöglicht wird.

14. Optisches Faserverbindungsgerät nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei dem der bewegbare Arm (60) durch einen festen Teil des Geräts bewegt wird, der gegen den Arm (60) wirkt, wenn der Halterungsteil (40) zwischen den Positionen geschwenkt wird.

15. optisches Faserverbindungsgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, enthaltend eine Knopfanordnung zur Bewegung des bewegbaren Arms (60).

16. Optisches Faserverbindungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem der optische Verbinder ein optischer SC-Verbinder ist.