JP2935442B2

JP2935442B2 - 多心マトリクス光ファイバスイッチ

Info

Publication number: JP2935442B2
Application number: JP11450591A
Authority: JP
Inventors: 敏昭片桐
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1991-05-20
Publication date: 1999-08-16
Anticipated expiration: 2014-08-16
Also published as: JPH04342220A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対向する複数本の光フ
ァイバ心線群からそれぞれ任意の光ファイバ心線を一本
ずつ選択し、自由かつ低損失に光路の接続切換を行える
多心マトリクス光ファイバスイッチに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の多心マトリクス光ファイ
バスイッチとして特願平２−２７５９６２号に記載され
たものが出願人から提案されており、図２はその嵌合部
品位置決め機構の一つのユニットを示したものである。

【０００３】このユニットは、光ファイバ心線１、嵌合
部品としてのフェル−ル２、スリ−ブ２ａ、スライダ
３、レ−ル４、ワイヤとしてのステンレステ−プ５、滑
車６、ばね７、仕切り板８、スライド板９から構成され
ている。

【０００４】この光ファイバスイッチにおいては、各ユ
ニットを複数個数積層してなり、フェル−ル２の端面同
士を互いに対向させ、かつフェル−ル移動方向が互いに
直交するように配置された一対のユニット群を構成し、
スライダ３をレ−ル４に沿って移動することにより、一
方のフェル−ル２をマトリクスの行（ｘ方向）へ移動
し、また図示しない外部駆動機構によってフェル−ル２
をマトリクスの列（ｙ方向）へ移動するようになってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光ファイバ間のピッチ
が大きい場合（例えば３mm）、マトリクス規模（例えば
１０００心）の大きいスイッチを作るとスイッチの外形
寸法が実用的な寸法（約３ｍ以下）を超えたり、ピッチ
が一定でもフェル−ル移動距離が長く（約３ｍ以上）な
ると相対的に機械的な剛性が減少して板状のユニットに
捩じれが発生する。その結果、フェル−ル位置が一直線
上に拘束できなくなり、マトリクス規模に限界があっ
た。また、小規模マトリクススイッチを用いて、完全群
でＮ×Ｎ大規模マトリクススイッチを作る場合でも、小
規模マトリクススイッチの数がＮ²に比例した数だけ必
要となるし、一本の光ファイバについて入出力間におけ
る接続切替点数が増加するという問題点があった。更
に、一定の光ファイバ曲げ半径（例えば２０mm）以下の
制限で小規模マトリクススイッチ間を光ファイバで接続
すると、接続部損失増や配線部の寸法によってマトリク
ス光ファイバスイッチの外形寸法が大きくなるという問
題点もあった。

【０００６】一方、光ファイバ間のピッチを小さくし
て、多心マトリクス光ファイバスイッチを小型・高密度
化する場合、ピッチ間にある各機構部品および複数の機
構部品を組み立てた時のピッチ方向の寸法は、ピッチ以
下の寸法とする必要がある。ピッチが１mm前後まで小さ
くなると、特願平２−２７５９６２号に見られるよう
な、嵌合部品（フェル−ル２）、スライダ３、レ−ル
４、滑車６、ばね７、スライド板９などの機構部品を、
所要機能とピッチ寸法とを満足させながら経済的かつ信
頼性をもって加工したり、組み立てることは極めて困難
である。

【０００７】更に、従来の光ファイバスイッチは、フェ
ル−ル２をスリ−ブ２ａへ直接挿入してフェル−ル２同
士を突合わせ、光ファイバ同士を結合してきた。しかし
ながら、ピッチ１mm前後の場合について考えると、現在
ではスリ−ブ外径が１mm以下で低損失結合できるフェル
−ルは開発されていない。また、フェル−ル外形が0.5m
m 以下となると、フェル−ルをスリ−ブに対して直接抜
き差したときにフェル−ルが折損する危険性が高くなる
という問題点があった。

【０００８】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、光ファイバ同士を低
損失結合することができ、小型で高密度な多心マトリク
ス光ファイバスイッチを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１では、それぞれ嵌合部品によって
端末形成され、かつ嵌合部品の端面同士を対向配置した
二つの光ファイバ心線群のうち、一方の光ファイバ心線
群の嵌合部品をマトリクスの行方向に位置決めする一方
の嵌合部品位置決め機構と、これと対向する他方の光フ
ァイバ心線群の嵌合部品を前記マトリクスの列方向に位
置決めする他方の嵌合部品位置決め機構とを備えた多心
マトリクス光ファイバスイッチにおいて、前記各嵌合部
品位置決め機構の一つのユニットを、嵌合部品が取り付
けられた無端状の従動ワイヤと、従動ワイヤを支持する
ワイヤ支持棒と、従動ワイヤに張力を与えるテンショナ
とから構成するとともに、前記ユニットを所定間隔で複
数個積層してなり、嵌合部品の端面同士を互いに対向さ
せるとともに、テンショナによって突合された嵌合部品
の端面同士に突合せ力が作用し、かつ対向する嵌合部品
の移動方向が互いに直交するよう配置された一対のユニ
ット群と、選定されたユニットの従動ワイヤに連結し、
嵌合部品をマトリクスの行または列方向に移動させる嵌
合部品移動機構と、選定されたユニットの従動ワイヤに
係止し、嵌合部品の端面同士が離れる方向へ従動ワイヤ
を撓ませる嵌合部品切り離し機構とを設けている。

【００１０】また、請求項２では、前記各ユニット間
に、隣接する光ファイバ心線同士を隔離し、かつ嵌合部
品の移動を案内する仕切部材を設けている。

【００１１】また、請求項３では、前記嵌合部品を、外
部に突出するスリ−ブを設けた一方の端末形成部材と、
該スリ−ブを受容する嵌合穴を設けた他方の端末形成部
材とから構成するとともに、該スリ−ブ及び嵌合穴にそ
れぞれ光ファイバの端部を収容し、各端末形成部材の対
向面と各光ファイバ端面とを同一平面上に位置させてい
る。

【００１２】

【作用】請求項１によれば、光スイッチの切り替えを行
うには、まず、嵌合部品移動機構により所望の行または
列のユニットが選定され、この選定したユニットの従動
ワイヤに嵌合部品移動機構が連結される。同時に、嵌合
部品切り離し機構により所望の行または列のユニットが
選定され、この選定したユニットの従動ワイヤに嵌合部
品切り離し機構が係止する。この係止によって嵌合部品
同士が離れる方向に従動ワイヤが撓み、嵌合部品同士の
結合が解除される。次に、この嵌合部品は嵌合部品移動
機構によって接続対象となる光ファイバ心線の嵌合部品
と対向する位置まで行または列方向に移動された後、嵌
合部品切り離し機構の係止が解除されて嵌合部品同士が
突合される。従って、嵌合部品の抜き差し及び移動が従
動ワイヤに対する外部からの駆動によって行われことか
ら、各ユニットの可動部品は従動ワイヤのみとなり、構
造が簡単で小型化が可能となる。

【００１３】また、請求項２によれば、隣接する光ファ
イバ心線同士が仕切部材によって隔離されることから、
互いに交錯することがない。また、仕切部材によって嵌
合部品の移動が案内されることから、嵌合部品の移動方
向を軸心とした回転運動が規制される。

【００１４】また、請求項３によれば、光ファイバ同士
の突合せは一方の端末形成部材のスリ−ブと、他方の端
末形成部材の嵌合穴との抜き差しによって行われる。こ
の時、各端末形成部材の対向面と各光ファイバ端面とが
同一平面上に位置することから、光ファイバ同士の突合
せは各端末形成部材の突合せの結果として二次的に行わ
れ、光ファイバ端面に過度な突合せ力が作用することが
ない。

【００１５】

【実施例】図１、図３及び図４は本発明の一実施例であ
り、多心マトリクス光ファイバスイッチの嵌合部品位置
決め機構を示すものである。尚、ユニット群は簡単のた
め対向する二つのユニットのみで示した。また、従来例
と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。即ち、
１は光ファイバ心線である。

【００１６】各嵌合部品位置決め機構の各ユニット１０
−１，１０−２は、その一部に嵌合部品１１−１，１１
−２を取り付けて嵌合部品１１−１，１１−２を行また
は列方向に移動させる環状の従動ワイヤ１２−１，１２
−２（例えば、はば0.4mm ，厚さ0.1mm のステンレステ
−プ）と、湾曲したばね材を従動ワイヤ１２−１，１２
−２に掛けて張力を与えるテンショナ１３と、隣接する
光ファイバ心線１同士を隔離し、かつ嵌合部品１１−
１，１１−２を挟んでその移動をガイドするように従動
ワイヤ１２−１，１２−２と交互に設けた仕切フィルム
１４と、仕切フィルム１４及び従動ワイヤ６を掛ける溝
１５を設けた計４本ずつのワイヤ支持棒１６−１，１６
−２とから構成される。光ファイバ心線１は、曲がり部
においては曲げ半径約２０mmで仕切フィルム１４の縁１
４−１，１４−２に接着固定されている。

【００１７】１７は心線保持具であり、光ファイバ心線
１の曲げ半径２０mm以上を維持するために、嵌合部品１
１−１，１１−２部分と仕切りフィルム１４の縁１４−
１，１４−２の接着固定部分に設けた。

【００１８】各嵌合部品位置決め機構は、前記各ユニッ
ト１０−１，１０−２を所定間隔でワイヤ支持棒１６−
１，１６−２の溝１５に、複数個掛けて積層してなり、
対向する嵌合部品１１−１，１１−２の移動方向が互い
に直交するように配置した一対のユニット群を構成して
いる。即ち、嵌合部品１１−１，１１−２の端面同士が
互いに対向し、かつ対向する従動ワイヤ１２−１，１２
−２間の距離が対向するワイヤ支持棒１６−１，１６−
２間の距離よりも短くなるように配置している。また、
テンショナ１３で従動ワイヤ１２−１，１２−２に張力
を与えることにより、嵌合部品１１−１，１１−２の端
面同士に突合せ力（例えば、１００ｇ前後）を作用させ
ている。

【００１９】１８は嵌合部品移動機構であり、ユニット
１０−１の従動ワイヤ１２−１への連結部１８ａと、連
結部１８ａをマトリクスの行（ｘ方向）へ移動させる第
１支軸１８ｂと、第１支軸１８ｂをマトリクスの列方向
（ｙ方向）に移動させる第２支軸１８ｃとからなる。ま
た、この嵌合部品移動機構１８は、嵌合部品１１−１，
１１−２を突合せるｚ方向にも移動できるようになって
おり、連結部１８ａを従動ワイヤ１２−１に設けた突片
１９に連結することによって従動ワイヤ１２−１を駆動
する。尚、図１では嵌合部品移動機構１８を上側のユニ
ット１０−１のみについて示したが、下側のユニット１
０−２に対しても同様のものが設けられている。

【００２０】２０は嵌合部品切り離し機構であり、嵌合
部品１１−１の両側においてユニット１０−１の従動ワ
イヤ１２−１に係止する一対のワイヤ係止部２１と、各
ワイヤ係止部２１をマトリクスの列方向（ｙ方向）へ移
動させる支軸２２とからなる。各ワイヤ係止部２１はｚ
方向に動作するようになっており、各ワイヤ係止部２１
の係止によって従動ワイヤ１２−１を嵌合部品１１−
１，１１−２同士が離れる方向に撓ませ、嵌合部品１１
−１，１１−２の結合を解除するようになっている。
尚、図１では嵌合部品切り離し機構２０を上側のユニッ
ト１０−１のみについて示したが、下側のユニット１０
−２に対しても同様のものを設けてもよい。

【００２１】図３は一対の嵌合部品１１−１，１１−２
を示した斜視図である。同図において、下側の嵌合部品
１１−２においては、端末形成具２３−２の内部にスリ
−ブ２４の一部が埋め込み固定され、かつ被覆を除去し
た光ファイバ端面１−２がスリ−ブ２４内において端末
形成具２３−２の端面と同一平面にくるように収容され
ている。また、上側の嵌合部品１１−１においては、端
末形成具２３−１の一端面に前記スリ−ブ２４の突出部
分を受容する嵌合穴２５を設け、かつ被覆を除去した光
ファイバ端面１−１が端末形成具２３−１の端面と同一
平面にくるように嵌合穴２５内に収容されている。スリ
−ブ２４はガラスやジルコニアを材質とする外形１mm以
下の円柱に、光ファイバの外径に１μm 程度を加えた径
の穴２４ａをあけたものを用いる。この穴２４ａの光フ
ァイバ挿入口部分と嵌合穴２５はテ−パ状に形成され、
嵌合を容易にしている。

【００２２】嵌合部品１１−１，１１−２の重量は外部
からの振動の影響を小さくするため、軽量化したほうが
よい。また、従動ワイヤ１２−１，１２−２の張力は、
嵌合部品１１−１、１１−２の突合せ力を維持するため
と、光ファイバ心線１の曲げ剛性による嵌合部品１１−
１，１１−２の回転を防止するための十分な強さに設定
されている。

【００２３】本実施例において、光ファイバスイッチの
切り替えを行うには、まず、嵌合部品移動機構１８によ
って所望の行または列のユニット１０−１，１０−２が
選定され、この選定したユニット１０−１，１０−２の
従動ワイヤ１２−１，１２−２の突片１９に嵌合部品移
動機構１８の連結部１８ａが連結される。同時に、嵌合
部品切り離し機構２０によって所望の列（ｙ方向）のユ
ニット１０−１が選定され、嵌合部品切り離し機構２０
の各ワイヤ係止部２１が駆動される。これにより、嵌合
部品１１−１，１１−２同士が離れる方向に従動ワイヤ
１２−１が撓み、嵌合部品１１−１，１１−２の結合が
解除される。この時、他方の嵌合部品１２−２も図示し
ない嵌合部品切り離し駆動機構によって同様に駆動され
る。次に、この嵌合部品１１−１，１１−２は、嵌合部
品移動機構１８及び図示しない他方の嵌合部品移動機構
によって接続対象となる光ファイバ心線１の嵌合部品と
対向する位置まで行または列方向に移動される。そし
て、嵌合部品切り離し機構２０の各ワイヤ係止部２１の
駆動が解除され、嵌合部品同士が突合される。また、嵌
合部品１１−１，１１−２の位置決めについては、嵌合
部品１１−１，１１−２とワイヤ係止部２１が接触した
位置が検知され、これを基準位置として位置決めされ
る。

【００２４】このように本実施例の多心マトリクス光フ
ァイバスイッチによれば、嵌合部品１１−１，１１−２
の抜き差し及び移動は、従動ワイヤ１２−１，１２−２
に対する外部からの駆動（嵌合部品移動機構１８及び嵌
合部品切り離し機構２０）によって行われるので、各ユ
ニット１０−１，１０−２における可動部品は従動ワイ
ヤ１２−１，１２−２のみとなり構造が簡単である。ま
た、光ファイバ心線１は、仕切フィルム１４によって隣
接する光ファイバ心線と隔離され交錯することはない。
更に、嵌合部品１１−１、１１−２は隣接する二枚の仕
切りフィルム１４に挟まれガイドされながら移動するた
め、移動方向を軸とした回転運動はほとんど発生しな
い。また、突合せ力もワイヤ支持棒１６−１，１６−２
の配置と、従動ワイヤ１２−１，１２−２のテンショナ
１３によって得ることができ、別途ばね等を必要としな
い。

【００２５】一方、光ファイバ端面１−１，１−２同士
の突合せは、各端末形成具２３−１，２３−２の突合せ
の結果として二次的に行われ、光ファイバ端面１−１，
１−２同士に過度な突合せ力が作用することがなく、光
ファイバの折損を防止することができる。

【００２６】前記実施例では、嵌合部品１１−１，１１
−２が水平方向に移動する横型のものを示したが縦型で
構成したものであってもよい。この場合、光ファイバ心
線１と仕切フィルム１４との接着固定位置は、嵌合部品
１１−１，１１−２の移動に伴う光ファイバ心線１の重
力の影響による形状変化を考慮し、ユニットの上方部分
に配置するのが好ましい。

【００２７】また、光スイッチ本体に振動が加わり、従
動ワイヤ１２−１，１２−２に吊られた嵌合部品１１−
１，１１−２に振動が発生する危険がある場合は、光ス
イッチ本体を防振台等の上に設置してもよい。

【００２８】更に、仕切フィルム１４の支持方法につい
ては、溝１５を設けずにワイヤ支持棒１６−１，１６−
２に小穴をあけ、この小穴を利用して取り付けるように
してもよい。前述したように、嵌合部品１１−１，１１
−２が隣接する二枚の仕切フィルム１４に挟まれガイド
されながら移動することから、嵌合部品１１−１，１１
−２の移動を確実にガイドするために、仕切フィルム１
４における嵌合部品１１−１，１１−２の側面が接触す
る部分に薄いステンレステ−プ（例えば、幅３mm，厚さ
0.1mm 以下）を取り付けるなどしてもよい。

【００２９】また、前記実施例では被覆を除去した光フ
ァイバ同士を突合わせるものについて説明したが、金属
コ−ト光ファイバを用いたり、光ファイバを細径フェル
−ルで保護するようにしてもよい。

【００３０】前記実施例によれば、例えば端子数１００
０×１０００規模の光スイッチにおいて、行または列間
のピッチを１mm、嵌合部品１１−１，１１−２の移動に
伴う光ファイバ心線１の最小曲げ半径を２０mm以上と設
計すれば、嵌合部品１１−１，１１−２の各駆動機構１
８，２０を含めて外形寸法１２００×１２００×１００
０mm程度で構成することができる。また、光ファイバス
イッチの挿入損失は、光コネクタの性能から、シングル
モ−ド光ファイバ（波長1.3 〜1.55μm ）の３コネクタ
接続の合計で１dB程度と小さい。従って、マトリクス規
模１０００心程度の光ファイバスイッチを構成すること
が可能となり、例えば光ＭＤＦに適用すると効果的であ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１によれ
ば、嵌合部品位置決め機構の可動部品を少なくすること
ができるので構造が簡単となる。また、嵌合部品の導入
によって従来のフェル−ル外径（例えば1.25mm）を光フ
ァイバ外径（例えば0.125mm ）程度までと約１桁小さく
できるため、光ファイバ間のピッチを小さくすることが
できる。この場合、光ファイバスイッチの外形寸法がお
おむね同一でも、ピッチが小さくなった分（１／ａとす
る）だけマトリクス規模を大きくできる。ピッチを小さ
くする前の光スイッチでマトリクス規模がａ倍の光スイ
ッチを構成する場合、完全群切り替えの条件で約４×ａ
²個の光スイッチが必要となるため、ピッチを小さくし
て小型で高密度な光スイッチを実現する場合、装置容積
や挿入損失の点などで極めて有利となる。更に、コネク
タと同様、低損失で安定した伝送特性が得られ、実用的
な多心マトリクス光ファイバスイッチを構成することが
でき、例えば光ＭＤＦに適用すると効果的である。

【００３２】また、請求項２によれば、各ユニットの光
ファイバ心線は、仕切部材によって隣接する光ファイバ
心線と隔離されるので、互いに交錯することはない。ま
た、嵌合部品は隣接する二つの仕切部材に挟まれガイド
されながら移動するので、移動方向を軸とした回転運動
はほとんど発生しない。

【００３３】また、請求項３によれば、光ファイバ同士
の突合せは各端末形成部材の突合せの結果として二次的
に行われるので、光ファイバ端面に過度な突合せ力が作
用することがなく、光ファイバの折損を確実に防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す多心マトリクス光ファ
イバスイッチの要部斜視図である。

【図２】従来例を示す多心マトリクス光ファイバスイッ
チの要部斜視図である。

【図３】一対の嵌合部品を示す斜視図である。

【図４】嵌合部品切り離し機構の説明図である。

【符号の説明】

１…光ファイバ心線、１０−１，１０−２…ユニット、
１１−１，１１−２…嵌合部品、１２−１，１２−２…
従動ワイヤ、１３…テンショナ、１４…仕切フィルム、
１６−１，１６−２…ワイヤ支持棒、１８…嵌合部品移
動機構、２０…嵌合部品切り離し機構、２３−１，２３
−２…端末形成具、２４…スリ−ブ、２５…嵌合穴

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ嵌合部品によって端末形成さ
れ、かつ嵌合部品の端面同士を対向配置した二つの光フ
ァイバ心線群のうち、一方の光ファイバ心線群の嵌合部
品をマトリクスの行方向に位置決めする一方の嵌合部品
位置決め機構と、これと対向する他方の光ファイバ心線
群の嵌合部品を前記マトリクスの列方向に位置決めする
他方の嵌合部品位置決め機構とを備えた多心マトリクス
光ファイバスイッチにおいて、前記各嵌合部品位置決め
機構の一つのユニットを、嵌合部品が取り付けられた無
端状の従動ワイヤと、従動ワイヤを支持するワイヤ支持
棒と、従動ワイヤに張力を与えるテンショナとから構成
するとともに、前記ユニットを所定間隔で複数個積層し
てなり、嵌合部品の端面同士を互いに対向させるととも
に、テンショナによって突合された嵌合部品の端面同士
に突合せ力が作用し、かつ対向する嵌合部品の移動方向
が互いに直交するよう配置された一対のユニット群と、
選定されたユニットの従動ワイヤに連結し、嵌合部品を
マトリクスの行または列方向に移動させる嵌合部品移動
機構と、選定されたユニットの従動ワイヤに係止し、嵌
合部品の端面同士が離れる方向へ従動ワイヤを撓ませる
嵌合部品切り離し機構とを設けたことを特徴とする多心
マトリクス光ファイバスイッチ。
【請求項２】前記各ユニット間に、隣接する光ファイ
バ心線同士を隔離し、かつ嵌合部品の移動を案内する仕
切部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の多心マ
トリクス光ファイバスイッチ。
【請求項３】前記嵌合部品を、外部に突出するスリ−
ブを設けた一方の端末形成部材と、該スリ−ブを受容す
る嵌合穴を設けた他方の端末形成部材とから構成すると
ともに、該スリ−ブ及び嵌合穴にそれぞれ光ファイバの
端部を収容し、各端末形成部材の対向面と各光ファイバ
端面とを同一平面上に位置させたことを特徴とする請求
項１または２記載の多心マトリクス光ファイバスイッ
チ。