JPH06331910A - 光ファイバ心線切替装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバ心線切替装置に外部から結線され
た多数の光ファイバ心線全てについて、任意の組合せで
接続替えを可能にする。 【構成】 本発明の光ファイバ心線切替装置は、ボード
の共通面上に取り付けられた１列の光コネクタアダプタ
３群と、その片側に両端が挿着された両端コネクタプラ
グ２-１，２-２付き光ファイバ心線１-１，１-２と、そ
の心線の絡まりを避けて前記コネクタプラグ２-１，２-
２の差し替えを行うコネクタプラグ差替手段を具備し、
前記光コネクタアダプタ群の反対側面は外部からコネク
タプラグ２-２が装着できる構造になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数の光ファイバ相互
の接続換えを行う光ファイバ心線切替装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光通信システムの広範な利用
に向け、光ファイバ心線切替装置の開発が進められてい
る。光ファイバの信号伝搬ルートを切り替えるために光
伝送路に挿入されるこの種の光スイッチは、低損失、波
長無依存、偏光無依存、低クロストーク、無電力での状
態保持が望ましいため、これらの特性の保証がある光コ
ネクタを機械的に接続替えする方式が、現状ではもっと
も検討が進んでいる。その具体例としては、実願平１ー
１４８４８８号明細書、実願平１ー１４８４８９号明細
書に記述されているような切替装置がある。これは、対
向した複数本の光ファイバ心線２群の間で、任意の組み
合わせで心線を自由に接続したり、接続替えが行えるも
のである。例えば、論文としては下記のものが発表され
ている。Ｔ.Ｋatagiri and Ｍ.Ｔachikura："Ｃassette
-type Ｎonblocking 100×100opt-omechanical matrix
switch"，Ｔrans.ＩＥＩＣＥ Ｊapan，Ｅ75-Ｂ，12，p
p．1373-1375（1992）。

【０００３】図４は、前記従来装置の原理を示したもの
である。１-１は装置内部の光ファイバ心線、１-２は装
置外部の光ファイバ心線、２はコネクタプラグである。
実際の装置では、高密度実装をするためにコネクタプラ
グの外側部品を取り除いて、ほとんどフェルール（コネ
クタプラグ内の嵌合用部品）だけを光ファイバ心線１に
取り付けてある。一方の光ファイバ心線群の端部は１方
向に可動し、他方の光ファイバ心線群の端部はその直角
方向に動かせるようにしてある。双方の心線端部を、そ
れぞれの移動線の交点でコネクタ接続することにより、
任意の組み合わせで接続し、接続替えも自由である。接
続替えの際、他の接続心線に影響を与える必要はない
（これを非閉塞型という）。

【０００４】この種の従来装置では、光ファイバ心線同
士の絡まりを防止するための工夫の違いにより、各種の
形態があり得る。前記の装置は、装置内部の光ファイバ
心線の配線を互いに接触しないように分離することによ
り絡まりを防止しているが、例えば、これ以外の原理に
もとずく装置を構成することも可能である。図５乃至図
７にその原理を示す。

【０００５】図５は、接続形態を示す図であり、装置両
側面に配置されたコネクタアダプタの間を、両端コネク
タアダプタ付きの光ファイバ心線で接続している。光フ
ァイバ心線相互の重なり合いを許容する。接続替えの際
は、一方の面のコネクタプラグについてのみ差し替え動
作を行う。心線同士の絡まりをさけるため、心線相互の
上下関係を維持するように動作させることが必要であ
る。

【０００６】図６は、特願平３−１７２７５９号明細書
に記載されている装置の動作原理を説明するための図で
あり、○印で囲んだ番号は、コネクタプラグの個別番号
である。図６の上側に示す状態で、コネクタプラグ３番
を、右から２番目のコネクタアダプタに差し替える場合
の動作を、図６の下側に示している。接続替えの対象の
コネクタプラグをロボットハンドで相手のコネクタアダ
プタの所まで移動させる際に、操作対象心線の上に重な
った邪魔な心線を上方向に動かして退避させている。こ
の操作は、番号の若いコネクタプラグを上に持ち上げる
ことで実現できる。

【０００７】また、図７は別な動作原理であって、コネ
クタを固定したままにしておいて、ロボットハンドがコ
ネクタ配列の間を縫うようにコネクタプラグを動かすも
のである。図７では示していないが、ロボットハンドに
は２つのコネクタプラググリップ機構があり、それらの
間で受け渡すことにより、コネクタプラグを上下に動か
す。

【０００８】図６，図７以外にも、光ファイバ心線同士
の上下関係を維持するためのものは存在し、その例とし
ては、特願平４−２８９１２５号の明細書に記載され
る”光ファイバ接続切替装置”があるが、ここではその
説明を省略する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上、この種の装置に
はいろいろな形態が存在するが、共通する問題点は、い
ずれの場合でも切り替える心線群が２分されていること
である。一方の群に属する光ファイバ心線は、他方の群
に属する光ファイバ心線にしか接続できない。この特徴
は、入力側と出力側というように、はっきり区分された
条件で使用する場合には不自由はないが、実際には一般
の光配線で使用する場合には大きな不都合が生じる。そ
れを以下に説明する。

【００１０】図８は、手作業で行われる光ファイバ心線
接続替えの例である。１-２は装置外部の光ファイバ心
線であり、４は光ケーブルである。この光ケーブル４に
は多数の光ファイバ心線１-２が収容されている。矢印
は接続する相手を示している。４本の光ケーブル４内の
光ファイバ心線１-２同士での任意な接続を表してい
る。

【００１１】接続は心線単位で行う（心線には１本の光
ファイバを被覆した単心線と、一列に並べた複数の光フ
ァイバを被覆してつくられているテープ心線とがあ
る）。

【００１２】従来装置では、図８で示したような切替自
由度をもたないため、運用に制約が生じてしまう。ま
た、従来装置を複数組み合わせたり、外部の接続形態を
工夫するなどして切替自由度をもたせることも可能であ
るが、装置が大きくなってしまい、実用的でない。

【００１３】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、光ファイバ心線切
替装置に外部から結線された多数の光ファイバ心線全て
について、任意の組合せで接続替えが可能な技術を提供
することにある。

【００１４】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の光ファイバ心線切替装置は、ボードの共通
面上に取り付けられた１列の光コネクタアダプタ群と、
その片側に両端が挿着された両端コネクタプラグ付き光
ファイバ心線と、その心線の絡まりを避けて前記コネク
タプラグの差し替えを行うコネクタプラグ差替手段を具
備し、前記光コネクタアダプタ群の反対側面は外部から
コネクタプラグが装着できる構造になっていることを最
も主要な特徴とする。

【００１６】前記光ファイバ心線切替装置において、複
数列の光コネクタアダプタ群とこれらそれぞれに装着さ
れた両端コネクタプラグ付き光ファイバ心線とを有する
ことを特徴とする。

【００１７】前記光ファイバ心線切替装置において、光
コネクタアダプタ列が３列以上であり、これら光コネク
タアダプタ列が入出力段とクロスコネクト段とに機能上
区別され、入出力段の各光コネクタアダプタ列とクロス
コネクト段の各光コネクタアダプタ列とがお互いに段間
の接続用光ファイバ心線で結線され、入出力の各光コネ
クタアダプタ列には、外部からコネクタプラグが装着で
きる構造になっていることを特徴とする。

【００１８】前記光ファイバ心線切替装置において、入
出力段の段間の接続用コネクタアダプタ群の反対面に、
入出力段での光ファイバ心線の配線方向の直角な方向に
光ファイバ心線を配線してクロスコネクト段とし、その
配線を変更するロボットハンドを配置したことを特徴と
する。

【００１９】

【作用】前述した手段によれば、ボードの共通面上に取
り付けられた１列の光コネクタアダプタ群と、その片側
に両端が挿着された両端コネクタプラグ付き光ファイバ
心線と、そのプラグの挿抜動作、搬送動作及び線の絡ま
りを避ける付帯動作を行う動作実施手段と、光ファイバ
心線の接続状態を管理し、前記動作実施手段に必要な動
作を実行させる動作制御装置を有し、前記光コネクタア
ダプタ群の反対側面は外部からコネクタプラグが装着で
きる構造になっているので、光ファイバ心線切替装置に
外部から結線された多数の光ファイバ心線全てについ
て、任意の組合せで接続替えできる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明について、実施例とともに詳細
に説明する。

【００２１】なお、全図において、同一機能を有するも
のは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

【００２２】（実施例１）図１は、本発明の実施例１の
光ファイバ心線切替装置の構成を説明すめための図であ
り、１-１は装置内部の光ファイバ心線、１-２は装置外
部の光ファイバ心線、１-３は段間接続用光ファイバ心
線、２-１は装置内部のコネクタプラグ、２-２は装置外
部のコネクタプラグ、３はコネクタアダプタ、５はロボ
ットハンド、５-１はコネクタプラググリップ機構であ
る。

【００２３】本実施例１では、図７で示した構成を採用
しており、装置内光ファイバ心線１-１の配線だけが異
なる。装置内光ファイバ心線１-１は、ループになって
コネクタプラグ２-１に両端が取り付けられている。光
ファイバ心線同士の絡まりを避けるための動作も同様で
ある。ただし、両端のコネクタプラグ２-１，２-２の個
別番号は、互いに連続するように付ける。

【００２４】コネクタプラグ２-１，２-２の配列は、装
置の側面に１列に固定されている。ロボットハンド５の
図の上に示した矢印ＲＨＳは、それぞれの機構の動作可
能な方向を表している。ロボットハンド５は、対称に配
置した１対のコネクタプラググリップ機構５-１を具備
しており、それぞれがコネクタプラグ２-１，２-２の把
持が可能で、相互に受渡しが可能な構造になっている。
図１ではコネクタプラグ２-１，２-２を円筒形に表示し
たので把持がしにくく見えるが、円筒形でなくてはなら
ないのは単心接続用のコネクタフェルール（コネクタプ
ラグ内の嵌合用部品）だけであって、コネクタプラグ２
-１，２-２の外部形状は、任意に工夫することができる
ため、ロボットハンド５内でのコネクタプラグ把持や受
渡しは容易に実現できる。

【００２５】ロボットハンド５の動作は、公知のロボッ
ト装置の動作制御部により制御される。動作制御部は、
図示していないがマイクロコンピュータ、データ記憶装
置及び電子回路を含むものであり、個々のコネクタプラ
グ２-１，２-２とコネクタアダプタ３との接続状態デー
タを管理し、これを基に、光ファイバ心線同士の絡まり
を回避するための動作を決定し、モータ等の駆動部品を
動かす役割をもつ。

【００２６】この動作制御部への切替指令は、オペレー
タによる場合、外部にある上位の制御装置からの場合が
ある。切替指令により、差し替え対象のコネクタプラグ
２-１，２-２の現在位置と新しい相手となるコネクタア
ダプタ３の位置を求め、その移動経路中にあるコネクタ
アダプタ３に装着されているコネクタプラグ２-１，２-
２の固有番号と、差し替え対象のコネクタプラグ２-
１，２-２の固有番号とにより、移動中のコネクタプラ
グ２-１，２-２の位置を、コネクタアダプタ列の上にす
ればいいのか下にすればよいのかを判断する。

【００２７】なお、コネクタアダプタ３は、少なくとも
１つ空にしておく必要がある。すなわち、内部のコネク
タプラグ２-１の数より少なくとも１個多くする。これ
は、接続替え先のコネクタアダプタ３に装着されている
コネクタプラグ２-１を退避させるために用いる。

【００２８】このようにして、本実施例１では、外部か
ら取り付けられた光ファイバ心線群について、任意に接
続換えが行える。従来のマトリクススイッチでは、入力
端子数がｎ，出力端子数がｍのとき切替規模をｎ×ｍと
表現した。これは自由度を含めた表現になっている。本
実施例の装置では、入力出力の区別がないため、切替規
模を入出力端子数がｎ＋ｍのときにn+mＣ₂と表現するこ
とにする。

【００２９】本発明では、端子数が同じであっても従来
例と比べてはるかに大きな自由度を有する。

【００３０】（実施例２）本発明の光ファイバ心線切替
装置の別な形態としては、複数のコネクタアダプタ３の
列と、一つのロボットハンド５で構成したものが考えら
れる。コネクタアダプタ３の列の相互間で配線しない場
合は、コネクタアダプタ３の機能としては、前記実施例
１が複数あるのと同じであるが、ロボットハンド５が共
有なので、独立した装置を並べるよりも省スペース化が
でき、また、コストも安くなる。半面、同時動作ができ
ないので、頻繁な切替を行う際には、時間が余計にかか
る問題点もある。

【００３１】図２は、本発明の実施例２の光ファイバ心
線切替装置の概略構成を示すブロック構成図である。図
１（実施例１）の装置（ここでは切替エレメントと称す
る）を複数用い、その間を光ファイバ心線で外部配線し
て、全体として大きな切替網を構成している。図２の左
側（Ａ）が入出力段、右側（Ｂ）がクロスコネクト段で
ある。前者はｒ（＃１，＃２，＃３，・・・＃ｒ）個、
後者はｓ（＃１，＃２，＃３，・・・＃ｓ）個ある。可
能な最小構成では、ｒ＝２，ｓ＝１になる。切替エレメ
ント間の配線は、左右の段間でのみ行っている。それぞ
れの切替エレメント間を、ｐ本の光ファイバ心線で配線
している。ｐ＝１でも構わない。

【００３２】このような切替網は、一つの切替エレメン
トで、大きな切替規模を実現するのが難しい場合に有効
である。

【００３３】全体の切替装置としての切替入出力端子数
Ｎは、２ｎｒである。一つの切替エレメントの段間配線
に用いる端子数ｐｓにより、切替の自由度が決まってく
る。ｐｓ≧２ｎのときは、全体として全ての入出力端子
間での切替操作が可能である。このとき、入出力端子に
ついての切替自由度は_NＣ₂であるが、不等号の場合に
は、予備の経路を持つことになる。

【００３４】ｐｓ＜２ｎのときは、入出力段での異なっ
た切替エレメント間での接続が頻繁な場合には、厳密に
は支障が生じる可能性がある。しかし、同じ切替エレメ
ントの入出力端子間での接続が多ければ、このｐｓをか
なり少なくしても実質的な制約は生じない。その際に
は、クロスコネクト段の切替エレメントの数ｓを減らす
ことができ、全体の装置を小さく、低価格に製造するこ
とが可能である。その際、同じ切替エレメントに属する
入出力端子間での接続では、その切替エレメントだけで
の動作で切替られ、クロスコネクト段を経由しないため
通過コネクタ数が少なく、光伝送特性にとってメリット
がある。

【００３５】なお、このような切替網にもとずく装置
は、単体で動作する装置を多数接続して構成することも
できるが、コネクタアダプタ３の列だけを増やし、ロボ
ットハンド５を一つあるいは２つで動作させる構造にす
るのが、装置を小さくするのに有効である。ロボットハ
ンド５を２つ使う場合は、入出力段用とクロスコネクト
段用とに役割分担することが考えられる。

【００３６】（実施例３）図３は、本発明の実施例３の
光ファイバ心線切替装置の原理を説明するための模式図
である。本実施例３と前記実施例２との基本的な違い
は、図３に示すように、段間の配線用光ファイバ心線を
省き、入出力段の接続用コネクタアダプタがクロスコネ
クト段のコネクタアダプタ７を兼ねる構造にしているこ
とである。

【００３７】コネクタパネル７上に、コネクタアダプタ
３が２次元的に取り付けられている。〇印の位置には、
コネクタアダプタ３の光ファイバ心線が接続される。見
やすくするため、コネクタアダプタ３の数を少なくして
図示している。コネクタプラグ２は図示していない。破
線で示した光ファイバ心線１-１は、コネクタパネル７
の裏側で配線されていることを示し、水平方向に配線さ
れ、入出力段の配線に使われている。実線で示した光フ
ァイバ心線１-２は、コネクタパネル７の手前側に垂直
方向に配線され、クロスコネクト段の配線に使用されて
いる。コネクタプラグ３は図示していない。つまり、コ
ネクタパネル７の裏面は入出力段であり、切替エレメン
トが垂直に重なっているとみなせる。

【００３８】また、コネクタパネル７の表面の右半分が
クロスコネクト段であり、切替エレメントが横にならん
でいると見なせる。なお、実施例２での基本的形態は、
コネクタパネル７の一面を入出力とクロスコネクト段に
し、反対側面を入出力と段間の配線に使うものである。

【００３９】ロボットハンド５は、図示していないが、
コネクタパネル７の表面と裏面に別々に配線しておき、
クロスコネクト段と出力段の切替操作に使われる。入出
力段とクロスコネクト段で共通のコネクタアダプタ３を
使用し、両段の配線方向が直交することから、図６のよ
うなコネクタアダプタ３を動かして光ファイバ心線１の
絡まりを防止する動作は採用しにくいが、コネクタアダ
プタ３を固定しておく図７に示す動作は採用できる。

【００４０】図３に示した実施例３を図２に示す実施例
２にあてはめると、ｐ＝１，ｒ＝ｓ＝４，２ｎ＝４，Ｎ
＝１６である。構造上ｐは１以外にはできない。なお、
ｐｓ＝２ｎであるから、_NＣ₂の自由度で切替が行える。
水平方向の行、垂直方向の列について、それぞれ一つの
コネクタアダプタ３が余分についているが、これは前述
したように、接続替え先のコネクタアダプタ３に装着さ
れているコネクタプラグを退避させるために用いる。図
３では、入出力コネクタ全てが導通状態になっているわ
けではないので（当然、全てを導通状態にすることもで
きる）、予備のコネクタアダプタ（左端の縦一列４個
分、右側最下端横一列４個）に配線したままの状態が許
されている。

【００４１】なお、切替規模を拡大しようとするなら
ば、最上段に横一列（コネクタアダプタ９個分）取り付
ければよい。そうすれば、図３の場合は、₁₆Ｃ₂から₂₀
Ｃ₂に規模を拡張できる。横一列分をユニットとして一
体にしたものを多数用意しておき、これをコネクタパネ
ル７に取り付ける構造にしておけば、切替自由度を損な
うことなく逐次増設が可能である。

【００４２】この実施例３は、前記実施例２と比べ、段
間の配線用光ファイバ心線がなく、コネクタアダプタ３
の数も少なくなるため、経済的効果がある。また、装置
内部で通過するコネクタ数も少なくなるため、伝送特性
的にも優れている。ロボットハンド５が二ついるが、両
側のロボットハンド５を並行動作させれば切替時間が短
縮できる効果があるので、多くの場合問題にはならな
い。

【００４３】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００４４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、装置に結線された光ファイバ心線相互間の接続を制
約なしに実行させることができる。これにより、大規模
切替装置を構成することが可能である。したがって、今
後の広範な光ファイバ通信網の構築に極めて有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の光ファイバ心線切替装置
の構成を説明すめための図、

【図２】 本発明の実施例２の光ファイバ心線切替装置
の概略構を示すブロック構成図、

【図３】 本発明の実施例３の光ファイバ心線切替装置
の原理を説明するための模式図、

【図４】 従来装置の原理を説明するための説明図、

【図５】 従来装置の代替え方式の原理を説明するため
の接続形態を示す説明図、

【図６】 従来装置の代替え方式の原理を説明するため
の動作原理説明図、

【図７】 従来装置の代替え方式の原理を説明するため
の動作原理説明図、

【図８】 手作業で行われる光ファイバ心線接続替えの
例の説明図。

【符号の説明】

１…光ファイバ心線、１-１…装置内部の光ファイバ心
線、１-２…装置外部の光ファイバ心線、１-３…段間接
続用光ファイバ心線、２…コネクタアダプタ、２-１…
装置内部のコネクタプラグ、２-１…装置外部のコネク
タプラグ、３…コネクタアダプタ、４…光ケーブル、５
…ロボットハンド、５-１…コネクタプラググリップ機
構、６…切替エレメント、６-１…入出力段用切替エレ
メント、６-２…入出力段用切替エレメント、７…コネ
クタパネル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボードの共通面上に取り付けられた１列
   の光コネクタアダプタ群と、その片側に両端が挿着され
   た両端コネクタプラグ付き光ファイバ心線と、その心線
   の絡まりを避けて前記コネクタプラグの差し替えを行う
   コネクタプラグ差替手段を具備し、前記光コネクタアダ
   プタ群の反対側面は外部からコネクタプラグが装着でき
   る構造になっていることを特徴とする光ファイバ心線切
   替装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光ファイバ心線切替装
   置において、複数列の光コネクタアダプタ群とこれらそ
   れぞれに装着された両端コネクタプラグ付き光ファイバ
   心線とを有することを特徴とする光ファイバ心線切替装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の光ファイバ心線切替装
   置において、光コネクタアダプタ列が３列以上であり、
   これら光コネクタアダプタ列が入出力段とクロスコネク
   ト段とに機能上区別され、入出力段の各光コネクタアダ
   プタ列とクロスコネクト段の各光コネクタアダプタ列と
   がお互いに段間の接続用光ファイバ心線で結線され、入
   出力の各光コネクタアダプタ列には、外部からコネクタ
   プラグが装着できる構造になっていることを特徴とする
   光ファイバ心線切替装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の光ファイバ心線切替装
   置において、入出力段の段間の接続用コネクタアダプタ
   群の反対側面に、入出力段での光ファイバ心線の配線方
   向の直角な方向に光ファイバ心線を配線してクロスコネ
   クト段とし、その配線を変更するロボットハンドを配置
   したことを特徴とする光ファイバ心線切替装置。