-
-
Schalter für Lichtwellenleiter
-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter für Lichtwellenleiter,
mit dem mindestens ein ankommender Lichtwellenleiter wahlweise so auf mindestens
zwei weiterführende Lichtwellenleiter umschaltbar ist, daß sich mindestens eine
ununterbrochene optische Übertragungsstrecke ergibt.
-
Lichtwellenleiter - im folgenden der Einfachheit halber nur noch mit
"LWL" bezeichnet - werden in der Nachrichtentechnik als Ersatz für die bisher üblichen
metallischen Leiter verwendet.
-
LWL können aus Glas oder aus Kunststoff bestehen. Überlicherweise
sind die LWL in geeignete Schutzschichten eingebettet.
-
Gegenüber den metallischen Leitern haben die LWL eine Reihe von Vorteilen.
Sie lassen sehr breitbandige Übertragungen zu und sind dämpfungsarm, so daß über
einen LWL gegenüber einem Kupferleiter mehr Kanäle bei vergrößertem Verstärker abstand
übertragen werden können. Ferner treten keine Beeinflussungen
durch
äußere elektrische und magnetische Störfelder auf. Nachteilig ist, daß die LWL gegenüber
mechanischen Belastungen empfindlich sind. Hierdurch kann leicht eine Beeinträchtigung
ihrer Übertragungseigenschaften eintreten, Schalter für LWL werden beispielsweise
benötigt, um von einem Sender kommende optische Signale auf unterschiedliche Übertragungswege
oder auf unterschiedliche Empfänger schalten zu können. Sie können auch dazu verwendet
werden, unterschiedliche Dämpfungselemente oder Verzögerungskreise in eine Übertragungsstrecke
einzuschalten. Ein anderes Einsatzgebiet solcher Schalter ist der Anschluß von Lichtquellen
mit unterschiedlichen Wellenlängen an ein Übertragungssystem. Die Schalter selber
sollen dabei möglichst einfach aufgebaut sein und sicherstellen, daß die empfindlichen
LWL nicht zu stark mechanisch beansprucht werden.
-
In der DE-OS 27 04 984 ist ein Schalter für LWL beschrieben, mit dem
ein ankommender LWL auf zwei weiterführende LWL umgeschaltet werden kann. Die weiterführenden
LWL haben dabei eine genau festgelegte Position. Das Ende des ankommenden LWL kann
unter Zwischenschaltung einer magnetischen Hülse mittels eines Magnetfeldes hin
und her bewegt werden. Der ankommende LWL wird dabei ständig auf Biegung beansprucht,
so daß ein Brechen oder eine Beeinträchtigung der Übertragungseigenschaften desselben
nach häufigem Umschalten nicht ausgeschlossen werden kann.
-
Ein weiterer Schalter für LWL geht aus der US-PS 4,239,330 hervor.
Dieser Schalter besteht aus zwei zylindrischen Linsen, die gegeneinander drehbar
angeordnet sind. In diese Linsen mündet von gegenüberliegenden Seiten eine Anzahl
LWL ein, die durch Vermittlung der Linsen durchgeschaltet werden können. Um hiermit
unterschiedliche Übertragungswege durchschalten zu können, ist eine Drehung der
beiden Linsen, die mit ihren freien Stirnseiten dicht aneinanderliegenden, erforderlich,
wodurch die angeschlossenen LWL auf Torsion beansprucht werden.
-
Auch hier kann eine Zerstörung der LWL nach oftmaligem Schalten nicht
ausgeschlossen werden.
-
In der US-PS 4,220,396 ist ein Schalter für LWL beschrieben, bei dem
beispielsweise zwei ankommende und zwei weiterführende LWL im Abstand zueinander
auf Federn festgelegt sind. Die LWI.
-
sind paarweise in zueinander orthogonalen Ebenen angeordnet, so daß
bei entsprechender Bewegung der Federn alle ankommenden auf alle weiterführenden
LWL geschaltet werden können . Die Bewegung der Federn wird durch Elektromagnete
erzeugt und auch begrenzt.
-
Auch bei diesem Schalter werden die LWL mechanisch auf Biegung beansprucht.
Eine Zerstörung derselben ist daher auch hier nicht ausgeschlossen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter für LWL anzugeben,
bei dem keine mechanische Beanspruchung der durchzuschaltenden LWL erfolgt, so daß
durch den Schaltvorgang bedingte Zerstörungen derselben nicht auftreten können.
-
Diese Aufgabe wird mit einem Schalter der eingangs geschilderten Art
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, - daß zwischen dem ankommenden LWL und den weiterführenden
LWL ein bewegbarer Träger angebracht ist, dessen eine Stirnfläche der Stirnfläche
des ankommenden LWL und dessen andere Stirnfläche den in einer Ebene liegenden Stirnflächen
der weiterführenden LWL unter Einhaltung von Luftspalten unmittelbar gegenüberliegen,
- und daß in dem Träger mindestens zwei sich in Richtung der LWL erstreckende Stücke
von LWL angeordnet sind, die an den Stirnflächen des Trägers an unterschiedlichen
Stellen enden und im Träger unterschiedlich gekrümmt verlaufen.
-
Der Vorteil eines solchen Schalters besteht darin, daß mit dem Träger
ein Bauelement zwischen den ankommenden LWL und die weiterführenden LWL eingeschaltet
ist, das ohne mechanische Beeinflussung dieser LEL die optischen Übertragungswege
durchschalten kann. Die Stücke von LWL können in dem Träger selbst so sicher angebracht
werden, daß eine Beschädigung ausgeschlossen ist. Innerhalb des Schalters tritt
kein Verschleiß durch gegen einander reibende Teile auf. Der Träger selbst kann
in ent-
sprechend ausgerüsteten Spezialwerkstätten sehr genau hergestellt
werden und in Abhängigkeit von seinen Abmessungen beliebig viel Stücke von LWL enthalten.
-
Wenn der Träger als Drehkörper ausgebildet ist, der um eine in Richtung
der LWL verlaufende Achse drehbar ist, dann kann die Durchschaltung der Übertragungswege
besonders einfach und besonders vielfältig gestaltet werden. Die Steuerung des Trägers
kann vorzugsweise von einer mit einem Rechner ausgerüsteten Anlage vorgenommen werden.
-
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen
dargestellt.
-
Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Ansicht einer optischen Übertragungs
strecke.
-
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Schalter nach der Erfindung.
-
Fig. 3 Ansichten der beiden Stirnseiten des in Fig. 2 eingezeichneten
Trägers und der den Stirnseiten gegenüberliegenden Flächen.
-
Fig. 4 eine gegenüber Fig. 3 abgewandelte Ausführungsform.
-
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Schaltervariante.
-
Mit 1 ist ein Sender für optische Signale bezeichnet, die über eine
durch einen LWL 2 gebildete Übertragungsstrecke zu Empfängers 3 und 4 weitergeleitet
werden sollen. In dem Verlauf des LWL 2 ist symbolisch ein Schalter 5 eingezeichnet,
bei dem es sich um einen optischen Schalter handelt, der die optischen Signale wahlweise
entweder zum Empfänger 3 oder zum Empfänger 4 schaltet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein LWL 2 als ankommender LWL vorgesehen, während zwei LWL 6 und 7 als weiterführende
LWL zu den Empfängern 3 und 4 geführt sind.
-
Die Anordnung des Schalters 5 im Verlauf einer LWL-Strecke ist in
Abweichung zum dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch beliebig. Der Schalter könnte
somit auch unmittelbar hinter dem
Sender 1 angeordnet werden und
dann dazu dienen, wechselweise auf unterschiedliche Übertragungswege umzuschalten.
Ein solches Umschalten kann dann erforderlich werden, wenn aus irgendwelchen Gründen
einmal ein LWL ausfallen sollte. Der Schalter 5 kann dementsprechend prinzipiell
dort eingesetzt werden, wo eine beliebige Anzahl von ankommenden LWL mit einer beliebigen
Anzahl weiterführender LWL verbunden werden soll. Allgemein bedeutet das, daß nl
ankommende LWL mit n2 weiterführendenLWL in jeder beliebigen Zuordnung verbindbar
sein sollen.
-
Gemäß der Erfindung wird für den Schalter 5 ein Träger 8 verwendet,
der zwischen den durchzuverbindenden LWL angeordnet wird. Aus Fig. 2 geht auf der
einen Seite der LWL 2 als ankommender LWL hervor, während die beiden LWL 6 und 7
als weiterführende LWL auf der anderen Seite eingezeichnet sind. Der LWL 2 ist an
seinem Ende in einem Halter 11 festgelegt. Die beiden LWL 6 und 7 enden oder beginnen
in einer gemeinsamen Ebene und sind in einem Halter 12 fest angeordnet. Zwischen
den zu verbindenden LWL 2 einerseits und 6 und 7 andererseits ist der Träger 8 angebracht,
der von den Haltern 11 und 12 nur durch schmale Luftspalte getrennt ist. Der Träger
8 kann beispielsweise als Drehkörper ausgebildet sein, der um eine in Richtung der
LWL verlaufende Achse drehbar ist. In dein Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
enthält der Träger 8 zwei LWL-Stücke 9 und 10, die innerhalb des Trägers 8 angeordnet
sind und unterschiedlich verlaufen. Der LWL 9 ist dabei nur gestrichelt angedeutet.
-
In dervFig. 2 dargestellten Position wird der optische Übertragungsweg
vom ankommenden LWL 2 über das LWL-Stück 10 zum weiterführenden LWL 6 geschaltet.
Wenn der Träger 8 um seine Achse gedreht wird, dann kann der zweite Übertragungsweg
eingeschaltet werden, so daß das Signal dann vom LWL 2 über das LWL-Stück 9 zum
LWL 7 geleitet wird. In diesem Fall wird der Träger 8, der vorzugsweise kreiszylindrisch
ausgebildet ist, um seine Achse gedreht.
-
Die Stirnansichten des kreiszylindrischen Trägers 8 sowie der diesen
Stirnflächen gegenüberliegenden Flächen gehen beispielsweise aus Fig. 3 hervor.
al und bl sollen die Stirnflächen des Trägers 8 sein, während a2 und b2 die gegenüberliegenden
Flächen der Halter 11 und 12 sind. In dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Fall
nimmt der Träger 8 eine Position ein, in welcher der ankommende LWL 2 auf das LWL-Stück
10 trifft, das im Träger 8 geradlinig angeordnet ist. Am anderen Ende geht die Verbindung
dann in den LWL 6 über, so daß eine Durchverbindung des LWL 2 zum LWL 6 zustande
gekommen ist. Wenn der Träger 8 beispielsweise in Richtung des Pfeiles 13 um einen
Winkel von 600 gedreht wird, dann nimmt er eine Position ein, in welcher das LWL-Stück
9 dem LWL 2 gegenüberliegt. Der gekrümmte Verlauf des LWL-Stücks 9 ergibt dann eine
Durchschaltung auf den weiterführenden LWL 7.
-
In Fig. 4 ist in Abweichung gegenüber den Fig. 2 und 3 die Möglichkeit
angegeben, daß ein ankommender LWL 2 auf drei weiterführende LWL 14, 15 und 16 umgeschaltet
werden kann. Der Träger 8 hat dann in seinem Inneren drei entsprechende LWL-Stücke
17, 19 und 20 mit unterschiedlichem Verlauf. Ein geradlinig verlaufendes LWL-Stück
17 schaltet den LWL 2 auf den LWL 15 durch. Bei einer Drehung um beispielsweise
600 in Richtung des .Pfeiles 18 gelangt das LWL-Stück 19 in die Durchschaltposition
und es schaltet den LWL 2 auf den LWL 14 durch. Wenn der Träger 8 anschließend um
1200 entgegen der Richtung des Pfeiles 18 gedreht wird, dann wird der LWL 2 über
das LWL Stück 20 auf den LWL 16 durchgeschaltet.
-
Neben -der geschilderten Bewegung des Trägers 8 als Drehbewegung ist
auch eine geradlinige Bewegung des Trägers quer zur Richtung des LWL möglich. In
Fig. 5 sind die Halter 11 und 12 wieder schematisch angedeutet. Der Träger 8 kann
in Richtung des Doppelpfeiles 21 hin und her bewegt werden. In der dargestellten
Position des Trägers 8 wird der ankommende LWL 2 über das LWL-Stück 22 auf den weiterführenden
LWL 23 durchgeschaltet. Bei entsprechender Verschiebung des Trägers 8 besteht die
Möglichkeit,
den LWL 2 mit jeweils einem der anderen im Halter
12 vorhandenen LWL 24 bis 27 durchzuverbinden.
-
Um die Bewegung des Trägers 8, egal ob es sich um eine Drehbewegung
oder um eine geradlinige Bewegung handelt, zu erleichtern, ist es möglich, zwischen
dem Träger 8 und den Haltern 11 und 12 Immersionsöl anzubringen, das etwa den gleichen
Brechungsindex wie das optisch aktive Material der LWL hat und daher keine Reflexionen
hervorruft.
-
Die Art der Bewegung des Trägers 8 zwischen den durchzuverbindenden
LWL ist beliebig, wie es bereits weiter oben erwähnt ist.
-
Diese Bewegung kann zur Automatisierung der Schaltvorgänge über einen
geeigneten Antrieb erfolgen, der von einem Rechner gesteuert wird. In diesem Rechner
sind die jeweiligen Positionen der einzelnen LWL bzw. der LWL-Stücke des Trägers
8 genau eingegeben, so daß der Träger für jeden gewünschten Übertragungsweg die
Schaltstellung vorgeben kann.