JPH0740094B2 - 光フアイバスイツチ - Google Patents

光フアイバスイツチ

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JPH0740094B2 JP23083986A JP23083986A JPH0740094B2 JP H0740094 B2 JPH0740094 B2 JP H0740094B2 JP 23083986 A JP23083986 A JP 23083986A JP 23083986 A JP23083986 A JP 23083986A JP H0740094 B2 JPH0740094 B2 JP H0740094B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は低損失で組立ての容易な光ファイバスイッチに
関するものである。
(従来の技術) 光ファイバを用いた伝送システムにおいては、伝送路及
び伝送装置の障害時や保守点検等に伝送路を確保するた
め、1入力、2出力間切替用の1×λ形を基本とした光
ファイバスイッチが不可欠である。低損失で実用的な光
ファイバスイッチとしては、突合せ接続した光ファイバ
の一方を機械的に移動させて光路を切替える方式のスイ
ッチが有望である。この方式のスイッチは、光ファイバ
自身を直接駆動する方式のものと、光ファイバを位置決
めし固定したプラグを駆動する方式のものに大別され
る。このうち前者は脆性材料である光ファイバ自身を直
接反復移動するため、長期的な信頼性の確保が困難であ
る。また極めて細径の光ファイバ自身をスイッチの部品
として取扱うためスイッチの組立て作業性が劣るという
欠点を有する。後者は、前者に比べ、光ファイバをプラ
グ内に保護する構造であることから、信頼性の確保が容
易である。またスイッチの組立て作業性、量産性の向上
が期待できる。このプラグ駆動方式のスイッチにおい
て、低損失な特性を実現するための技術的ポイントは、
まず、光ファイバをプラグに精密に位置決めすること、
次にそのプラグ同士間を切替前後の二つの状態において
精密に位置決めすることである。位置決め精度はミクロ
ン・メートルのオーダが要求される。
従来のプラグ駆動方式の光ファイバスイッチの代表的な
例を第2図に示す。光ファイバ1と2は中信間隔dで移
動プラグ3に固定され、これに対向して光ファイバ1′
と2′が同じく中心間隔dで固定プラグ3′に固定され
ている。光ファイバのプラグへの固定方法は、プラグ部
品として基板上面に中心間隔dなる2本の平行したV溝
を形成したV溝基板を用い、このV溝に光ファイバを収
納固定することにより行っている。移動プラグ3の移動
方向の一側面には磁性体4が取付けられ、該磁性体4が
電磁石5に吸引された状態の場合、光ファイバ1と2と
及び光ファイバ1′と2′がそれぞれ対向し、光路が構
成される。障害時に電磁石5の電流が切られると、固定
ピン6に取付けたスプリング7により移動プラグ3と共
に光ファイバ1と2が図に向って下方に引かれ、距離d
だけ下方に配置された一対のストッパ8まで互いの突合
せ面と平行に移動し、光ファイバ1と2′が対向して光
路が切替えられる。
このようなプラグ駆動方式の光ファイバスイッチにおい
て、光ファイバのプラグへの位置決めは、たとえば広く
知られているシリコンV溝基板を用いた光ファイバ接続
器と同様に、シリコン基板上に化学エッチングで形成し
たV溝に光ファイバを収納して行われ、無調整でミクロ
ン・メートルのオーダの精度が得られる。しかるに、光
ファイバスイッチに固有な課題である切替前後における
プラグ同士間の位置決めは、ミクロン・メートルのオー
ダの精度で精密微調整して設定する必要があった。これ
はプラグ自身に切替前後でプラグ同士間を精密に位置決
めする適切な機構が具備されていないことによる。従っ
て、光ファイバスイッチの組立て作業性が劣り、量産に
適さない欠点を有していた。
(発明の目的) 本発明の目的は、従来のプラグ駆動方式の光ファイバス
イッチが有する上記の欠点を解決するため、切替前後の
プラグ同士間の精密かつ簡易な位置決め機構をプラグ自
身に形成し、低損失で組立ての容易な光ファイバスイッ
チを提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するため、一方のプラグは光フ
ァイバの両側に一対の外径Dなる円形穴を有し、この円
形穴には穴に内接する一対の円形ガイドピンを挿入した
構造とし、他方のプラグには前記光ファイバに切替接続
される第1と第2の光ファイバを中心間隔Pで配列し、
これらの光ファイバの両側に一対の矩形状穴を形成し、
この矩形状穴の中心間隔は前記円形穴の中心間隔と等し
く、かつ矩形状穴の長辺の方向は第1と第2の光ファイ
バの並び方向に一致させ、かつ矩形状穴の長辺の長さは
D+P、短辺の長さはDとしたことを特徴とする。
(作用) 本発明によれば、一方のプラグの円形穴に円形ガイドピ
ンを挿入し、円形穴から突出した円形ガイドピンの一端
を他方のプラグの矩形状穴に挿入して両プラグを突合せ
ることにより、組立てが完了し、矩形状穴内を円形ガイ
ドピンがスライドすることによって切替えが行なわれ
る。
(実施例1) 第1図は本発明の第1の実施例の基本となる一組のプラ
グの構造を示す斜視図であり、第3図(a)及び第4図
(a)はそのプラグを突合せたときの横断面図、第3図
(b)、第4図(b)は同じく第3図(a)、第4図
(a)のA−A線矢視方向の縦断面図であり、第3図
(a)(b)は切替前の状態を、第4図(a)(b)は
切替後の状態をそれぞれ示している。なお、図中従来例
と同一構成部分は同一符号をもって表わす。
1は入力側の光ファイバ、1′と2′は中心間隔Pで配
列した出力側の光ファイバ、9は入力側のプラグ、10は
出力側のプラグ、11は光ファイバ1の両側に形成した外
径Dの円形穴、12は円形穴11に内接する円形ガイドピン
で、一端は外部に所定長さ突出している。13は光ファイ
バ1′と2′の両側に形成した長辺の長さD+P、短辺
の長さDの矩形状穴である。入力側プラグ9において、
一対の円形穴11の中心間隔はLであり、その中点の位置
に光ファイバ1が配列されている。また出力側プラグ10
において、一対の矩形状穴13の中心間隔は同じくLであ
り、その中点の位置から両側に距離P/2の位置に光ファ
イバ1′と2′が配列されている。なお、9a,10aは後記
ガイド用基板のガイド突部が嵌合する切欠部である。
上記の一組のプラグ9,10を用いてスイッチとして動作す
るには、第3図(a)、第4図(a)に示すように、入
力側のプラグ9のガイドピン12の突出部を出力側のプラ
グ10の矩形状穴13に挿入して入力側、出力側のプラグ9,
10を突合せ、入力側プラグ9を固定し、出力側プラグ10
を図に向って上方あるいは下方に押圧すればよい。第3
図(a)において、出力側プラグ10を上方に押圧した場
合、出力側プラグ10は矩形状穴13の下方の側壁が円形ガ
イドピン12に接する位置まで移動し、この位置で安定状
態となる。このとき、入力プラグ9の一対の円形穴11の
間に配列された光ファイバ1は、出力側プラグ10の一対
の矩形状穴13の間に配列された光ファイバ1′と自動的
に軸合せされ、光路が構成される。次に第4図(a)に
おいて、出力側プラグ10を下方に押圧した場合、出力側
プラグ10は矩形状穴13の上方の側壁が円形ガイドピン12
に接する位置まで移動し、安定状態となる。このときの
出力側プラグ10の移動量は矩形状穴13の長辺の長さ(D
+P)と円形ガイドピン12の外径Dとの差、即ちPであ
り、中心間隔Pで配列された光ファイバ1′と2′も距
離Pだけ下方に移動する。従って出力側プラグ10の移動
と共に光ファイバ2′は光ファイバ1′の位置に移動
し、入力側プラグ9の光ファイバ1と自動的に軸合せさ
れて光路が切替えられる。
第5図(a),(b)は第1図、第3図(a)(b)及
び第4図(a)(b)に示した一組のプラグ9,10を組込
んだ本発明の第一の実施例の構造を示す図であって、第
5図(a)は一部切欠き斜視図、第5図(b)は一部横
断平面図である。14は横長方形筒状の板ばねで、長手方
向の両側の下部には光ファイバ1,1′,2′を通す切欠き1
4aが設けられている。15は入力側プラグ9を固定し、出
力側プラグ10を移動させるときの長方形状のガイド用基
板で、中央の幅方向にはガイド突部15aを有する。16は
磁性体、17は電磁石、Cは上部を開口した筐体である。
入力側プラグ9と出力側プラグ10は突合せた状態で、板
ばね14の内側にはめ入れ、両プラグ9,10の後方の端面を
板ばね14とは固定している。このとき板ばね14の上方の
長辺部分はプラグ軸と平行とし、下方の長辺部分はプラ
グ軸より斜め下方に変位した状態で固定している。板ば
ね14で把持した1組のプラグ9,10はガイド基板15の上に
設置し、切欠部9a,10aをガイド突部15aに嵌合し、入力
側プラグ9の後方の下面はガイド基板15に固定してい
る。板ばね14の下方の長辺部分には磁性体16を取付け、
その下方に距離P以上離れた位置に電磁石17を設置して
いる。なお、ガイド基板15及び電磁石17は筐体Cの底板
状に固定している。
板ばね14の下方の長辺部分には変位を与えていることか
ら、その復元力によって出力側プラグ10は第3図(a)
に示す如く上方に押圧され、矩形状穴13の下方の側壁が
円形ガイドピン12に接する位置で安定状態となる。この
とき光ファイバ1と光ファイバ1′とは自動的に軸が一
致し、光路が構成される。
次に障害時あるいは保守点検時に電磁石17に電流を流し
た場合、板ばね14に取付けた磁性体16が電磁石17に吸引
され、板ばね14が下方に変位すると共に出力側プラグ10
を下方に移動し、矩形状孔13の上方の側壁が円形ガイド
ピン12と接する位置で安定状態となる。このとき出力側
プラグ10の光ファイバ2′は光ファイバ1′の位置まで
移動して、光ファイバ1と自動的に軸が一致し、光路が
切替えられる。次に電磁石17の電流を切れば、変位した
板ばね14の復元力によって出力側プラグ10が上方に押圧
され、初期の状態に復帰する。
本実施例の光ファイバスイッチは、切替前後のプラグ同
士間の位置決め手段として、プラグ自身に形成した一対
の円形ガイドピン挿入用の円形穴と矩形状穴を活用して
いることから、従来技術に比べ精密かつ簡易にスイッチ
を組立てでき、しかも的確に動作できる利点を有する。
上記の利点を確認するため第1図〜第5図に示した構造
の光ファイバスイッチを試作した。光ファイバにはグレ
ーデッド形光ファイバ心線(コア型50μm、ファイバ外
径125μm、被覆外径0.25mm)を用いた。プラグの外寸
は巾6mm、厚さ3mm、長さ10mmとした。入力側プラグの一
対の円形穴の外径は0.7mm、その中心間隔は3.6mmとし、
出力側プラグの2心の光ファイバ配列間隔は0.25mmとし
た、矩形状穴の長辺の長さは0.95mm、短辺の長さは0.7m
mである。
プラグの製法には5心一括コネクタのプラグ(文献:佐
竹,長沢,加島「プラスチック成形光ファイバ多心コネ
クタ野設計と特性」、電子通信学会誌Vol.J−68−B、N
o.3、P.427〜434、1985)の製法を活用し、エポキシ樹
脂のトランスファ成形によりプラグを成形した。成形用
金型として、光ファイバ位置決め用孔及びその両側にガ
イドピン位置決め用の円形孔あるいは矩形状孔を配置し
た金型を用いた。プラグの作成は次のとおりである。ま
ず金型のプラグ成形用キャビティ内から光ファイバを金
型の光ファイバ位置決め用孔に挿入するとともに、円形
ピンあるいは矩形状ピンを金型のガイドピン位置決め用
の円形孔あるいは矩形状孔に挿入する。次にこの配列状
態をトランスファ成形により樹脂で固定し、樹脂の硬化
後に円形ピンあるいは矩形状ピンを抜取ってプラグを成
形する。最後に成形したプラグの端面を研磨してプラグ
の作成が完了する。
試作したプラグの光ファイバの設計位置からのずれ、一
対の円形穴及び矩形状穴の中心間隔の設計値のずれは、
顕微鏡による寸法測定の結果、3μm以下であり、5心
一括コネクタのプラグと同様に、高精度に成形できるこ
とを確認した。
次に試作した一組のプラグを用いて第5図(a)に示し
た構造の光ファイバスイッチを組立てた。スイッチの組
立ては次のとおりである。まず入力側プラグ9の一対の
円形穴11にガイドピン12を挿入し、このプラグ9,10の端
面の中央に厚さ10〜20μmの厚みゲージをはさんで出力
側プラグ10と突合せる。次に鉄片を取付けたリン青銅製
の板ばね14により突合せたプラグ9,10を把持固定した
後、厚みゲージを抜取る。この厚みゲージの抜取りによ
りプラグ間9,10に微小なすき間が形成され、切替時のプ
ラグ移動による光ファイバ同士の端面接触が防止でき
る。次に突合せプラグ9,10をガイド基板15上に設置し、
入力側プラグ9の後方の下面を基板15と固定する。最後
に板ばね14に取付けた鉄片16に厚さ250〜260μmの厚み
ゲージをはさんで電磁石17を設置し、スイッチ筐体18に
固定した後、厚みゲージを抜取ってスイッチの組立ては
完了する。
こうして組立てたスイッチの切替実験を行い、切替前後
の挿入損失を測定した。光源にはLED(波長0.85μm)
を用い、定常モード励振により測定した。挿入損失は切
替前及び切替後ともに平均約0.5dBであり。100回切替時
の挿入損失変動量は±0.1dB以下であり、低損失で安定
した切替再現性が得られることを確認した。切替時間は
約10msであった。
(実施例2) 第6図(a)(b)は本発明の第2の実施例であって、
第1の実施例を応用発展した2心一括切替用光ファイバ
スイッチのプラグ突合せ部分の横断面図及びA−A線矢
視方向断面図である。
18,19は入力側の光ファイバ、18′,19′,20,21は出力側
の光ファイバ、22は入力側のプラグ、23は出力側のプラ
グ、24は円形穴、25は円形ガイドピン、26は矩形状穴で
ある。入力側プラグ22には、光ファイバ18と19を中心間
隔Pで配列し、その両側に外径Dの円形孔24を形成し、
この穴に内接する円形ガイドピン25を挿入している。ま
た出力側プラグ23には、光ファイバ18′,19′,20,21を
中心間隔Pで配列し、その両側に長辺の長さ(D+2
P)、短辺の長さDの矩形状穴を形成している。両プラ
グを突合せた状態で、入力側プラグを固定し、出力側プ
ラグを上方あるいは下方に押圧すると、上方の押圧の場
合、光ファイバ18と19は光ファイバ18′と19′とそれぞ
軸が一致した状態で安定状態となる。また下方の押圧の
場合、光ファイバ18と19は光ファイバ20と21にそれぞれ
軸が一致した状態で安定状態となる。従って第一の実施
例と同様に、簡易な組立てにより精密な2心一括切替用
光ファイバスイッチを実現できる。
(実施例3) 第7図(a)(b)(c)は本発明の第3の実施例であ
って、第1の実施例を応用発展した5心ファイバリボン
一括切替用スイッチのプラグ突合せ部の横断面図であ
る。27は入力側の5心ファイバリボン、27′と28は出力
側の5心ファイバリボン、29は入力側のプラグ、30は出
力側のプラグ、31は円形穴、32は円形ガイドピン、33は
矩形状穴である。入力側プラグ29には、5心ファイバリ
ボン27の各光ファイバをリボン内の配列間隔Pと等しい
間隔で配列し、その両側に外径Dの円形穴31を形成し、
この穴31に内接する円形ガイドピン32を挿入している。
また、出力側プラグ30には、2本の5心ファイバリボン
27′と28をプラグの厚み方向に中心間隔P0で配列し、そ
の両側に長辺の長さ(D+P0)、短辺の長さDの矩形状
穴33を形成している。両プラグ29,30を突合せた状態
で、入力側プラグ29を固定し、出力側プラグ30をプラグ
厚み方向に押圧すると、一方の方向ではリボン27とリボ
ン27′の各光ファイバの軸が一致し、反対の方向ではリ
ボン27とリボン28の各光ファイバの軸が一致した状態で
安定状態となる。従って第一の実施例と同様に、簡単な
組立てにより精密な5心ファイバリボン一括切替用スイ
ッチを実現できる。
(実施例4) 第8図(a)(b)は本発明の第4の実施例であって、
第1の実施例を応用発展した加入者光線路試験システム
用スイッチのプラグ突合せ部の断面図である。34は入力
側プラグ、35は出力側プラグである。第一の実施例に比
べ、入力側プラグ34には光ファイバ1に加えて光ファイ
バ2を中心間隔Pで、出力側の光ファイバの配列方向と
は逆の方向に配列した点が異なる。これらのプラグ34,3
5を用いて第5図に示したスイッチを組立てたとき、通
常は光ファイバ1と1′との間で光路が構成された状態
で安定状態である。電磁石に電流を流した場合、光ファ
イバ1と2′との間の光路に切替えられると同時に、光
ファイバ2と1′との間で新たに光路が構成される。そ
の他の構成は第1の実施例と同様である。
このスイッチを加入者光線路試験システムに適用するに
は、局内主配線架において、このスイッチの第1の入力
側光ファイバ1を伝送装置側の光ファイバと接続し、第
1の出力側光ファイバ1′を線路側の光ファイバと接続
する。さらに第2の入力側光ファイバ2を光パルス試験
装置側の光ファイバと接続し、第2の出力側光ファイバ
2′を応急復旧光ケーブル内の光ファイバと接続する。
上記の構成によれば、通常、伝送装置と線路との間で光
路が構成されている。線路の障害時あるいは保守点検
時、電磁石に電流を流した場合、伝送装置と応急復旧光
ケーブルとの間の光路に切替えられると同時に、光パル
ス試験装置と線路との間の光路が新たに構成され、線路
上の障害地点の探索等が実行できる状態となる。障害の
修理や保守点検が完了し、電磁石の電流を切った場合、
初期の状態に復帰する。従って本発明は、第1の光ファ
イバから第2の光ファイバへの切替えと同時に、切替え
られた第1の光ファイバのアクセスも可能なスイッチへ
容易に応用発展することができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の光ファイバスイチは切替
前後の二つの状態におけるプラグ同士間の位置決めを、
円形ガイドピンとプラグ自身に形成した円形ガイドピン
挿入内の円形穴と矩形状穴とより実現していることか
ら、簡易な組立てにより精密なスイッチを実現できる利
点がある。さらに、単心切替用スイッチのみならず、多
心一括切替用スイッチも容易に実現できる利点がある。
この利点は各種の単心ファイバ集合光ケーブル及びファ
イバリボン集合光ケーブルから構成される加入者光伝送
システムにおいて有効に発揮される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の基本となる一組のプラ
グの分解斜視図、第2図は従来のプラグ駆動方式の光フ
ァイバスイッチの構成図、第3図(a)は本発明の特徴
を最も良く表わしている第1の実施例の基本となるプラ
グ突合せ部の横断面図、同図(b)は第3図(a)のA
−A線矢視方向断面図、第4図(a)はプラグ突合せ部
の切替後の状態における横断面図、同図(b)は第4図
(a)のA−A線矢視方向の断面図、第5図(a)は本
発明の第1の実施例の全体構造を示す一部切欠き斜視
図、同図(b)は横断面図、第6図(a)は本発明の第
2の実施例のプラグ突合せ部の横断面図、同図(b)は
第6図(a)のA−A線矢視方向の断面図、第7図
(a)は本発明の第3の実施例のプラグ突合せ部の横断
面図、第7図(b)は第7図(a)のA−A線矢視方向
の縦断面図、同図(c)は第7図(a)におけるB−B
線矢視方向の断面図、第8図(a)は本発明の第4の実
施例のプラグ突合せ部の横断面図、同図(b)は第8図
(a)のA−A線矢視方向の断面図である。 1,1′,2,2′……光ファイバ、9……入力側のプラグ、1
0……出力側のプラグ、11……光ファイバ1の両側に形
成した外径Dの円形穴、12……11の穴に内接する円形ガ
イドピン、13……光ファイバ1′と2′の両側に形成し
た長辺の長さD+P、短辺の長さDの矩形状穴、14……
板ばね、15……入力側プラグを固定し、出力側プラグを
移動させるときのガイド用基板、16……磁性体、17……
電磁石、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加島 宜雄 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話株式会社茨城電気通信研 究所内 (72)発明者 山本 良一 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話株式会社茨城電気通信研 究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光ファイバを位置決めし固定した二つのプ
    ラグを突合せ接続し、そのうちの一方のプラグを他方の
    プラグに対して互いの突合せ面において平行移動させて
    光路を切替える光ファイバスイッチにおいて、一方のプ
    ラグは光ファイバとこの両側に一対の外径Dなる円形穴
    を有し、この円形穴には穴に内接する一対の円形ガイド
    ピンを挿入し、他方のプラグには前記光ファイバに切替
    接続される第一と第二の光ファイバを中心間隔Pで配列
    し、これらの光ファイバの両側には一対の矩形状穴を形
    成し、この矩形状穴の中心間隔は前記円形穴の中心間隔
    と等しく、かつ矩形状穴の長辺の方向は第1と第2の光
    ファイバの並び方向に一致させ、かつ矩形状穴の長辺の
    長さはD+P、短辺の長さはDとしたことを特徴とする
    光ファイバスイッチ。
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