LU87510A1 - Commutatuer optique - Google Patents

Description

L'invention concerne les connecteurs de fibres optiques. L'invention concerne plus particulièrement des moyens destinés à connecter plusieurs fibres optiques à l'aide de moyens destinés à commuter des couplages optiques 5 entre les fibres.

Dans l'industrie des télécommunications, l'utilisation de fibres optiques pour la transmission de signaux est bien connue. Bien que les fibres optiques présentent de nombreux avantages par rapport à la transmis-10 sion classique des signaux, des problèmes particuliers se posent avec les systèmes de transmission à fibres optiques. Par exemple, des fibres optiques ayant des diamètres extrêmement faibles nécessitent un alignement très précis pour éviter les pertes de transmission et de puissance. En 15 conséquence, les dispositifs mécaniques connus précédemment dans l'art antérieur pour la terminaison ou la commutation de conducteurs ne conviennent généralement pas à une utilisation avec des fibres optiques.

Pour satisfaire la demande croissante en 20 systèmes à fibres optiques, on a développé, dans la technique, des connecteurs et des commutateurs à utiliser avec des fibres optiques. Un exemple d'un tel connecteur est décrit dans une publication intitulée "ST Sériés Multi-Mode Fiber Optic Connectors, Light Guide Apparatus Data 25 Sheet", produite par AT et T Technologies, Inc., et portant la date de copyright de 1985. Le connecteur de la publication AT et T comprend une fiche céramique qui reçoit et retient une fibre optique. La fiche est maintenue dans un coupleur à manchon fendu flexible. Une fiche similaire 30 munie d'une fibre optique est insérée dans le couplage à manchon fendu, le manchon maintenant les fiches en alignement axial et de façon que les fibres opposées soient couplées optiquement. L'appareil de la publication AT et T n'est pas un commutateur en soi, par le fait qu'il ne 35 comporte pas de moyen destiné à changer sélectivement les ta

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*\ ' 2 couplages optiques entre des choix de paires de fibres optiques.

Un commutateur à fibres optiques est représenté et décrit dans une publication intitulée "Electro-Optic 5 Products 'Moving Fiber1 Switches Permit Greater System Predictability and Reliability", publiée par siecor Corporation. Le commutateur de Siecor présente un décalage latéral des fibres optiques.

Un autre exemple d'un commutateur optique est 10 montré dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 4 033 669. Dans ce brevet, plusieurs barreaux parallèles retiennent et alignent plusieurs fibres. Les fibres (telles que les éléments 23, 25 et 27 de la figure 3 de ce brevet) sont maintenues dans 1'interstice défini par des surfaces 15 opposées des barreaux (tels que les barreaux 24a-24e de la figure 3 du brevet). Comme décrit plus complètement dans le mémoire du brevet précité, l'alignement de certains barreaux et un mouvement des barreaux affectent l'alignement et la commutation des fibres optiques.

20 Des commutateurs à fibres optiques sont également représentés et décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 4 245 885 et N° 4 229 068. Ces deux brevets sont cédés à la firme T.R.W., Inc., Cleveland, Ohio, et présentent une structure dans laquelle plusieurs 25 barreaux définissent plusieurs canaux interstitiels dans lesquels sont placées des fibres optiques.

Dans le brevet N° 4 245 885 précité, les fibres optiques 24 sont représentées placées dans des canaux interstitiels 76, 78, 80, 82, 84 et 86. Dans le brevet 30 N" 4 229 068 précité, les fibres optiques sont représentées, sur la figure 3, sous la forme de pièces 93, 95, 97, 99, 101, 103, 105 et 107. Les fibres sont représentées dans les espaces interstitiels définis entre un barreau central commun 46 et plusieurs barreaux circonférentiels 35 91. Une autre forme de réalisation est montrée sur la * * \ 3 figure 6 du brevet N° 4 229 068 précité, forme de réalisation dans laquelle les fibres optiques 176 sont disposées dans les canaux interstitiels définis entre des barreaux circonférentiels 174 et un manchon extérieur 178. Dans les 5 brevets N° 4 245 885 et N° 4 229 068 précités, la commutation entre les fibres optiques est réalisée par une rotation des faisceaux de fibres autour d'un axe commun.

Malgré les coupleurs et commutateurs de 1 ' art antérieur décrits ci-dessus, il continue d'exister un 10 besoin d'améliorer la conception des coupleurs et des commutateurs de fibres optiques. Ce besoin résulte du coût élevé associé à de nombreuses formes de réalisation de l'art antérieur. Les commutateurs et coupleurs de fibres optiques doivent être produits en grande série de manière à 15 avoir de faibles coûts de fabrication tout en permettant d'obtenir un produit fini ayant de hautes performances. Les performances des commutateurs optiques sont fortement affectées dans le cas où un commutateur ne peut pas aligner des fibres optiques opposées dans des limites de tolérance 20 décrites. De plus, il est souhaitable qu'une conception permette l'utilisation de techniques de renforcement du couplage optique (telles que l'utilisation de fluides d'adaptation d'indice) pour améliorer les performances optiques.

25 La nécessité de tolérances élevées dans l'alignement optique peut être mieux comprise en référence aux faibles dimensions impliquées dans les fibres optiques. Par exemple, une fibre optique monomode peut avoir un diamètre extérieur de 125 micromètres, avec une âme optique 30 d'un diamètre d'environ 10 micromètres.

Pour obtenir un couplage optique à haute performance entre des fibres opposées, les âmes des fibres doivent être en alignement coaxial opposé avec un degré élevé de tolérance. Par exemple, lorsque les axes des 35 fibres optiques opposées sont décalés d'un micromètre, un * * » 4 défaut d'alignement d'un micromètre représente environ 1 dB. En évaluant l'impact sur les performances, 3 dB équivalent approximativement à une perte de puissance de 50 %. Il est généralement reconnu que des défauts d'aligne-5 ment supérieurs à 3 micromètres ne sont pas acceptables. Par conséquent, des conceptions de commutateurs qui peuvent satisfaire ce degré élevé de tolérance tout en conservant des coûts de fabrication globalement bas n'ont pu être réalisées.

10 Selon une forme avantageuse de réalisation de l'invention, il est proposé un commutateur optique destiné à un système dans lequel des signaux sont transportés par plusieurs fibres optiques. Le commutateur comprend des premier et second groupes de fibres optiques, chacune des 15 fibres aboutissant à une extrémité terminale. Un premier corps de commutateur est destiné à maintenir les fibres du premier groupe en un premier ensemble étroitement serré, les extrémités terminales étant disposées circonférentiel-lement autour d'un premier axe commun. Un second corps de 20 commutateur est destiné à maintenir les fibres du second groupe en un second ensemble. Les premier et second ensembles sont choisis de manière qu'au moins une partie des extrémités terminales des fibres du premier groupe soit couplée optiquement à des extrémités terminales d'au moins 25 l'une des fibres du second groupe lorsque le premier ensemble est décalé angulairement autour du premier axe dans l'une quelconque de plusieurs positions décalées angulairement. En outre, au moins l'une des fibres du premier ensemble est couplée optiquement à des fibres 30 différentes du second ensemble lorsque le premier ensemble est disposé dans l'une quelconque d'au moins deux des positions décalées angulairement. Un mécanisme d'alignement est prévu pour aligner le premier ensemble avec le second ensemble, le premier ensemble pouvant être déplacé vers 35 l'une quelconque des diverses positions décalées angulaire- fr « 5 fr ment.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : 5 la figure 1 est une vue en plan avec coupe d'un commutateur optique selon l'invention ? la figure 2 est une vue à échelle agrandie d'ensembles de fibres opposées d'un commutateur de la présente invention ; 10 la figure 3 est une vue suivant la ligne 3-3 de la figure 2 ; la figure 4 est une vue suivant la ligne 4-4 de la figure 2 ; la figure 5 est une vue analogue à celle de la 15 figure 2, montrant une autre forme de réalisation de 1'invention ; la figure 6 est une vue suivant la ligne 6-6 de la figure 5 ; la figure 7 est une vue suivant la ligne 7-7 de 20 la figure 5 ; la figure 8 est une représentation schématique montrant le positionnement en rotation de fibres optiques dans un commutateur selon 1'invention ; la figure 9 est une vue en perspective de la 25 présente invention, montrant des corps de commutateurs maintenus par un coupleur à manchon fendu ; la figure 10 est une vue analogue à celle des figures 2 et 5, montrant une autre forme de réalisation de 1'invention ; 30 la figure 11 est une vue suivant la ligne 11-11 de la figure 10 ; la figure 12 est une vue suivant la ligne 12-12 de la figure 10 ; la figure 13 est une vue analogue à celle des 35 figures 2, 5 et 10, montrant encore une autre forme de * 6 » réalisation de l'invention ; la figure 14 est une vue suivant la ligne 14-14 de la figure 13 ; et la figure 15 est une vue suivant la ligne 15-15 5 de la figure 13.

En référence à présent aux diverses figures des dessins sur lesquelles des éléments identiques portent des références numériques identiques, on décrira une forme avantageuse de réalisation de l'invention en référence à un 10 commutateur optique 10. Le commutateur 10 comprend un premier corps 12 de commutateur et un second corps 14 de commutateur.

Les deux corps 12, 14 de commutateur sont identiques et se présentent sous la forme d'une fiche 15 céramique de configuration globalement cylindrique. Des alésages 16, 18 s'étendent axialement et, respectivement, à travers les corps 12 et 14. Ceux-ci aboutissent à des faces axiales terminales 12' et 14', respectivement.

Comme montré sur la figure 1, les alésages 16 20 et 18 comprennent des tronçons élargis 16', 18' et des tronçons étroits 16”, 18”. Les diamètres des alésages 16" et 18" sont dimensionnés, comme décrit ci-après, de façon qu'ils reçoivent, dans des tolérances étroites, des ensembles ou faisceaux de fibres optiques. Les tronçons 16' 25 et 18' des alésages sont élargis de façon à faciliter l'introduction des fibres optiques dans les alésages 16, 18.

Dans une première forme de réalisation avantageuse de l'invention, les deux corps de commutateur 30 12 et 14 sont munis de premier et second ensembles ou faisceaux 22, 23, respectivement, de fibres optiques. Dans la forme préférée de réalisation, chacun des premier et second ensembles ou faisceaux 22, 23 comprend trois fibres optiques.

* 7 * ♦ a

En référence à présent aux figures 2 à 4, les ensembles ou faisceaux 22, 23 de fibres optiques de la première forme avantageuse de réalisation seront maintenant décrits. Sur la figure 2, un premier ensemble ou faisceau 5 22 est constitué de trois fibres optiques 40, 41 et 42. Le premier ensemble 22 est reçu dans le tronçon réduit 16" de l'alésage du premier corps 12 du commutateur. Un second ensemble ou faisceau 23 de trois fibres optiques 40', 41' et 42' est représenté dans le tronçon réduit 18" de 10 l'alésage du second corps 14 du commutateur. Sur la figure 2, la distance entre les corps opposés 12 et 14 du commutateur est exagérée.

Ainsi qu'on le voit mieux sur les figures 3 et 4, chacun des ensembles 22 et 23 est choisi de façon que 15 les fibres optiques 40-42 et 40'-42' soient disposées en un ensemble ou faisceau dans lequel elles sont étroitement , serrées, les fibres étant en butée côte à côte les unes contre les autres. En pratique, les diamètres des fibres optiques varient dans une gamme prédéterminée de tolérances 20 de fabrication. Les alésages 16" et 18" sont dimensionnés de façon à recevoir un ensemble ou faisceau des fibres les plus grosses d'une gamme de tolérances prédéterminée. Si des fibres de diamètres plus faibles (mais compris encore dans la gamme de tolérances) sont insérées, un petit espace 25 peut être présent entre des fibres opposées. L'expression "en butée côte à côte" telle qu'utilisée dans le présent mémoire signifie que des fibres opposées sont en contact direct ou sont espacées d'une distance qui n'est pas supérieure à un espace résultant d'une variation de 30 diamètre des fibres dans la gamme prédéterminée de tolérances. Pour éviter un comportement optique défectueux, la gamme de tolérances peut être choisie de manière qu'un tel espace quelconque soit inférieur à trois micromètres et avantageusement inférieur à un micromètre. Ceci est tout à 35 fait dans les possibilités de la technologie actuelle car * 8 h « t s 4 les fibres optiques peuvent être fabriquées de façon à avoir des diamètres extérieurs maîtrisés en deçà de plus ou moins 0,3 micromètre pour deux micromètres.

Comme représenté, les fibres 40-41 aboutissent 5 à des extrémités terminales globalement planes 40a, 41a et 42a. De façon similaire, les fibres 40'-42' aboutissent à des extrémités terminales 40a', 41a' et 42a'. Les extrémités terminales 40a-41a et 40a'-42a' sont globalement perpendiculaires aux axes longitudinaux des fibres optiques 10 et aux axes X-X et Y-Y des corps 12 et 14 de commutateur.

Comme montré sur les figures 3 et 4, les fibres optiques 40-41 et 40'-41' sont disposées de manière que les extrémités terminales 40a-42a et 40a'-42a' soient placées circonférentiellement autour de premier et second axes 15 communs X-X et Y-Y, respectivement. Comme représenté sur la figure 5, l'axe X-X est disposé centralement dans l'interstice défini par les fibres optiques 40-42 en butée. De façon similaire et comme montré sur la figure 4, les axes Y-Y sont disposés centralement dans l'interstice 20 défini entre des surfaces opposées des fibres optiques 40'-42 ' .

Comme montré sur la figure 8, les axes des fibres optiques définissent un triangle A avec les axes communs, tels que l'axe X-X, disposé centralement à 25 l'intérieur du triangle. Sur la figure 8, les fibres 40-42 sont représentées dans des premières positions illustrées en trait plein et dans des positions tournées de 60°, illustrées en traits tiretés. La distance de l'axe de chaque fibre optique à l'axe commun est établie approxima-30 tivement par la formule suivante : d=2r/3^ où d est la distance de l'axe commun à l'axe de la fibre optique et r est le rayon de la fibre optique.

Le maintien de tolérances étroites pour les corps 12 et 14 de commutateur est très important pour un 35 fonctionnement satisfaisant de la présente invention. Dans *

' * I

I» * % * Ί 9 une forme avantageuse de réalisation (utilisant trois fibres optiques telles que les fibres 40-42), les fibres ont des diamètres d'environ 125 micromètres. Avec des ensembles ou faisceaux tels que ceux montrés sur les 5 figures 3 et 4, des corps 12 et 14 de commutateur ont avantageusement des diamètres intérieurs de 0,269 mm, avec une tolérance de -0 mm et +0,001 mm. Dans une forme préférée de réalisation, les corps 12 et 14 de commutateur ont un diamètre extérieur de 2,5 mm (plus ou moins 10 0,0005 mm), avec une concentricité de l'axe de l'alésage interne par rapport au diamètre extérieur en deçà de 1 micromètre. Les corps 12 et 14 de commutateur sont avantageusement en céramique. Des corps cylindriques céramiques ayant des dimensions telles qu'indiquées sont 15 dans les compétences du spécialiste de la céramique et sont disponibles auprès de la firme Kyocera Corp., Japon, en tant que pièces FCR-2, dans la brochure "Fiber Optic Component Parts", portant la date copyright 1988.

Les faisceaux 22 et 23 étant liés à l'intérieur 20 des corps 12 et 14 de commutateur, respectivement, ces corps 12 et 14 de commutateur sont maintenus en alignement coaxial au moyen d'un manchon 30. Comme montré sur les figures 1 et 9, le manchon 30 entoure la surface extérieure des deux corps de commutateur 12 et 14. Les extrémités 25 extérieures 12" et 14" des corps 12 et 14 de commutateur s'étendent axialement à partir du manchon 30. Le manchon 3 0 est avantageusement un manchon fendu en céramique présentant une fente axiale 31 (montrée sur la figure 9) disposée le long du manchon. Un exemple d'un tel manchon est 30 constitué par une pièce du type TCS montrée dans le bulletin précité de la firme Kyocera.

Les corps 12 et 14 de commutateur étant disposés à l'intérieur du manchon 30 et les faces 12' et 14' étant opposées l'une à l'autre, les axes X-X et Y-Y 35 sont en alignement colinéaire. En outre, chacun des 4 ' 10 * manchons 12 et 14 peut tourner l'intérieur du manchon 30 et peut coulisser axialement dans ce manchon 30.

Une première bague torique 32 est prévue autour du corps 12 de commutateur. La bague torique 32 s'oppose au 5 manchon 30. De façon similaire, une seconde bague torique 34 est prévue autour du second corps 14 de commutateur et s'oppose au manchon 30. Un tube 36, avantageusement en verre ou en une autre matière céramique, est prévu autour du manchon 30 et des bagues toriques 32 et 34. Le tube 36 10 est globalement coaxial au manchon 30 et coaxial aux corps 12 et 14 de commutateur. Les bagues toriques 32 et 34 sont choisies de façon à former des joints étanches aux liquides entre les corps 12 et 14 du commutateur, respectivement, et le tube 36, tout en permettant un mouvement relatif axial 15 et de rotation des corps 12 et 14 de commutateur.

Une première bague 46 de presse-étoupe est prévue de façon à entourer l'extrémité libre 12" et une seconde bague 48 de presse-étoupe est prévue de façon à entourer l'extrémité libre 14". Les bagues 46 et 48 sont 20 reliées aux corps 12 et 14 de commutateur, respectivement, par tous moyens convenables. Les bagues 46 et 48 de presse-étoupe comprennent des brides radiales 46' et 48'. Sur un côté des brides radiales 46' et 48', les bagues 46 et 48 comprennent des premières parties cylindriques 46a, 48a qui 25 pénètrent dans le volume défini entre des surfaces opposées du tube 36 et des corps 12 et 14 du commutateur, respectivement. Des secondes parties cylindriques 46b et 48b s'étendent à partir des brides 46' et 48' sur leurs côtés opposés au tube 36.

30 Les parties cylindriques 46b et 48b présentent des rainures circonférentielles 46b' et 48b' qui reçoivent des diaphragmes flexibles, globalement circulaires 50 et 52, respectivement. Un bord périphérique du diaphragme 50 est logé dans une rainure 54 d'une première monture 56. De 35 façon similaire, un bord périphérique du diaphragme 52 est «r » 11 logé dans une rainure 58 d’une seconde monture 60.

La monture 56 peut être reliée physiquement à un objet fixe quelconque, ou bien peut être reliée à une poignée. La monture 60 peut être reliée de façon similaire.

5 Par exemple, si la monture 56 est reliée à un objet fixe et la monture 60 est reliée à une poignée, les corps 12 et 14 de commutateur peuvent être tournés l'un par rapport à l'autre par un opérateur qui saisit la poignée reliée à la monture 60 et fait tourner cette dernière autour de son 10 axe. Les diaphragmes 50 et 52 permettent un mouvement universel relatif entre les montures 56 et 60 tout en permettant au manchon 30 et au tube 36 de maintenir les corps 12 et 14 du commutateur globalement en alignement coaxial.

15 Comme montré sur les figures 3 et 4, les ensembles ou faisceaux 22 et 23 sont des images réfléchies l'un de l'autre. Autrement dit, lorsque les ensembles sont présentés en opposition l'un à l'autre dans un alignement angulaire particulier, la face 40a d'une fibre optique est 20 opposée à la face 40a'. De la même manière, la face 41a est opposée à la face 4la* et la face 42a est opposée à la face 42a'. Les fibres étant étroitement opposées, elles sont couplées optiquement.

Pour améliorer la transmission optique, un 25 fluide d'adaptation d'indice est placé à l'intérieur du volume 100 (montré sur la figure 2) entre les faces opposées 14' et 12'. Les bagues toriques 32 et 34 assurent la retenue du fluide d'adaptation d'indice à l'intérieur du commutateur 10. En variante ou en plus, un revêtement anti-30 réfléchissant pourrait être appliqué sur les extrémités des fibres. On appréciera que les fluides d'adaptation d'indice et les revêtements anti-réfléchissants ne font pas partie de l'invention proprement dite et sont disponibles dans le commerce.

12 t

La structure de 1'invention étant telle que décrite, on commentera à présent les avantages qu'elle apporte. Ainsi, les corps 12 et 14 de commutateur peuvent être tournés 1 ' un par rapport à 1 ' autre dans 1 ' une 5 quelconque de plusieurs positions décalées angulairement. Dans l'une de ces positions, les faces 40a, 40a' ; 4la, 41a' ; et 42a, 42a' sont couplées optiquement. En faisant tourner le premier corps 12 de commutateur dans le sens des aiguilles d'une montre (par rapport à la vue du corps 14 10 de commutateur sur la figure 4) de 120°, il se produit une commutation optique ayant pour résultat de coupler optiquement les paires de fibres 40, 41' ; 41, 42' et 42, 40'. Une rotation supplémentaire de 120° a pour résultat de coupler optiquement les paires de fibres 40, 42' ; 41, 40' 15 et 42, 40'.

La présente invention, avec ses ensembles ou faisceaux étroitement serrés, résout des problèmes propres associés aux commutateurs optiques de l'art antérieur. Ainsi, les commutateurs optiques de l'art antérieur 20 nécessitaient une réalisation et un fonctionnement extrêmement soigneux pour assurer la haute tolérance nécessaire à l'alignement coaxial entre les fibres optiques opposées afin que l'on obtienne un couplage optique souhaité. Comme mentionné précédemment, les fibres optiques 25 qui présentaient un défaut d'alignement de plus de 3 micromètres pouvaient être affectées d'une perte de puissance de 50 %, ce qui était inacceptable.

Avec la structure de la présente invention et avec les dimensions telles qu'indiquées, une rotation 30 relative de 1° des corps 12 et 14 de commutateur autour des axes X-X et Y-Y se transforme en un décalage d'environ 1 micromètre de l'axe de la fibre optique. En conséquence, si le décalage angulaire peut être limité à moins de 1° de rotation, on peut limiter le décalage axial des fibres 35 optiques à moins d'environ 1 micromètre de précision. Une 13 ft tolérance d'un micromètre est tout à fait acceptable pour une transmission optique.

Le fait de limiter les éléments en rotation en deçà d'un degré de décalage angulaire est tout à fait dans 5 les possibilités des spécialistes. Par exemple, des moteurs pas à pas disponibles dans le commerce peuvent tourner par pas distincts égaux à quelques fractions de degrés. Les ensembles ou réseaux étroitement resserrés maintiennent l'écartement entre les axes des fibres optiques et les axes 10 communs à une valeur aussi faible que possible. Bien qu'un décalage à partir des axes communs soit nécessaire pour effectuer une commutation, la minimisation du décalage est importante, car elle empêche un défaut d'alignement avec des fibres optiques en opposition. Comme mentionné, avec 15 l'alignement étroitement resserré, un décalage angulaire relativement important se transforme en seulement un faible décalage circonférentiel de l'axe des fibres.

Les figures 5 à 7 montrent d'autres formes de réalisation de l'invention. Sur la figure 5, un premier 20 corps 12 de commutateur et un second corps 14 de commutateur présentent des tronçons d'alésages 16a” et 18a” qui sont assez largement dimensionnés pour recevoir sept fibres optiques dans l'ensemble ou réseau montré sur les figures 6 et 7.

25 Un premier réseau ou ensemble 122 comprend des fibres 140-146. Un second réseau ou ensemble 123 comprend des fibres 140'-146'. L'axe de la fibre 146 coïncide avec l'axe X-X du corps 12 du commutateur. De façon similaire, l'axe de la fibre 146' coïncide avec l'axe Y-Y du corps 14 30 du commutateur. Les fibres 140-145 sont espacées circon-férentiellement autour de la fibre 146, les fibres 140-145 disposées circonférentiellement étant en butée côte à côte par rapport aux fibres contiguës et à la fibre 146. Les fibres 141' à 146' sont agencées de façon similaire, en un 35 réseau ou ensemble identique. Par conséquent, les fibres « , * » 14 étant ainsi disposées dans leurs ensembles respectifs et les corps 12 et 14 du commutateur étant montées en alignement coaxial, l'appariement des fibres 140-145 avec certaines des fibres 140'-145' peut être commuté sélective-5 ment par un réglage en rotation du corps 12 du commutateur par rapport au corps 14 du commutateur. Les fibres 146 et 146' sont couplées automatiquement quelle que soit la position relative en rotation des corps 12 et 14 du commutateur.

10 Les figures 10 à 12 représentent une autre variante de réalisation. Sur la figure 10, un premier corps 12 de commutateur et un second corps 14 de commutateur présentent des tronçons 16b” et 18b" d'alésages qui sont suffisamment dimensionnés pour recevoir deux fibres 15 optiques faisant partie des ensembles ou faisceaux montrés sur les figures 11 et 12.

Le premier ensemble ou faisceau 122 comprend des fibres 240 et 241. Le second ensemble ou faisceau 223 comprend des fibres 240' et 241'. Les fibres des premier et 20 second faisceaux sont disposées dans une disposition côte à côte en butée, étroitement serrées, et s'ajustent étroitement dans les alésages 16b" et 18b". Sur les figures 10 à 12, les fibres peuvent être commutées par une rotation des corps 12 et 14 l'un par rapport à l'autre autour des axes 25 X-X et Y-Y.

La forme de réalisation des figures 10 à 12 est particulièrement utile par le fait que le commutateur est convenablement adapté pour une commutation "A ou B" ou une commutation "MARCHE/ARRET". Par exemple, l'une des fibres 3 0 du faisceau 222 (par exemple la fibre 241) peut être une fibre fictive. Autrement dit, la fibre 241 n'est connectée à aucun système quelconque de transmission optique. La fibre fictive 241 est placée dans l'alésage 16b" de façon à appliquer la fibre 240 contre la surface de cet alésage 35 16b" afin que l'axe de la fibre 240 soit parallèle à l'axe k » 15 X-X et en soit espacé. Ainsi construite, la forme de réalisation de la figure 10 est un commutateur "A ou B" tel que la fibre 240 peut être couplée optiquement, en alternance, à la fibre 240' (la fibre "A”) ou à la fibre 5 241* (la fibre "B"), ou peut en être déconnectée. Etant donné que la fibre 241 n'est pas connectée à un système optique de transmission, elle ne transporte aucun signal, même si elle est couplée optiquement à l'une ou l'autre des fibres 240' et 241'.

10 En utilisant aussi une fibre fictive dans le faisceau 223 (par exemple la fibre 241'), le dispositif de la figure 10 est un commutateur "MARCHE/ARRET". Le commutateur est dans la position "MARCHE” lorsque les fibres 240 et 240' sont couplées optiquement. Le commu-15 tateur est dans la position "ARRET" lorsque les fibres 240 et 240' ne sont pas couplées optiquement.

L'utilisation de fibres fictives comme décrit dans le paragraphe précédent fait appel aux fibres fictives en tant que moyens de positionnement pour maintenir les 20 autres fibres dans leur position appropriée dans le faisceau ou ensemble souhaité. Tous moyens de positionnement autres que des fibres fictives pourraient être utilisés pour solliciter les autres fibres dans leur position souhaitée. Par exemple, en variante des fibres 25 fictives, un fil de fibre non optique, de dimension convenable, ou un adhésif ou autre obturateur, pourrait être utilisé pour solliciter les fibres optiques dans leur position souhaitée. Les moyens de positionnement sollicitent la fibre active (c'est-à-dire la fibre qui est 30 connectée au système optique de transmission) contre la paroi de l'alésage. Ceci maintient l'axe de la fibre en alignement approprié pour la commutation. Pour réaliser un alignement de commutation approprié, l'alésage des corps de commutateur est aussi petit que possible afin de recevoir 35 la fibre active et les moyens de positionnement d'une d> » 16 » . j * manière telle que la fibre soit maintenue légèrement en dehors de 11 axe de 11 alésage.

Dans la forme de réalisation des figures 10 à 12, les fibres sont représentées dans chacun des alésages 5 16b” et 18b". Une forme très utile de la réalisation des figures 10 à 12 comporte quatre fibres disposées dans chacun des alésages 16b" et 18b". Les quatre fibres comprennent deux fibres actives (c'est-à-dire deux fibres qui sont connectées à un système optique de transmission) 10 et deux fibres fictives. Dans chaque ensemble ou faisceau opposé, les fibres fictives et actives sont alignées de façon alternée dans le faisceau. Un tel agencement constitue un commutateur MARCHE/ARRET pour deux paires de fibres. Comme indiqué précédemment, les fibres fictives 15 peuvent être remplacées par des fils de fibres non optiques ou par d'autres moyens de positionnement.

On a décrit précédemment l'utilisation de fibres fictives dans la forme de réalisation des figures 10 à 12 et dans un faisceau ou ensemble à quatre fibres. Cette 20 description est donnée à titre illustratif. On pourrait utiliser des fibres fictives (ou d'autres moyens de positionnement non optiques) dans les autres formes de réalisation de cette demande. Par exemple, dans la forme de réalisation des figures 5 à 6, toutes les fibres sauf une 25 (par exemple la fibre 140) de l'ensemble ou faisceau 122 pourraient être des fibres fictives ou d'autres moyens de positionnement. Dans l'ensemble ou faisceau de la figure 5, les fibres 140'-145' pourraient être des fibres de transmission optiques. Cette combinaison aurait pour 30 résultat un commutateur à six positions dans lequel, sous l'effet d'une rotation, la fibre 140 est couplée optiquement à l'une quelconque des fibres 140'-145'. Pour réaliser un commutateur à cinq positions, l'une quelconque des fibres 140'-145' pourrait être une fibre fictive.

17 - ί

Les figures 13 à 15 montrent un commutateur ”1 sur 3" utilisant des moyens de positionnement autres qu'une fibre fictive. Dans cette forme de réalisation, une fibre optique simple 340 est disposée à l'intérieur de l'alésage 5 16c". Les moyens de positionnement 341 sollicitent la fibre 340 contre la surface du corps 12 qui définit l'alésage 16c". Dans cette forme de réalisation, les moyens de positionnement 341 comprennent un bouchon élastomérique qui maintient la fibre 340 contre la paroi de l'alésage 16c" et 10 qui maintient la fibre 340 à l'écart d'un alignement centré sur l'axe X-X. Le bouchon élastomérique 341 fixe la position de la fibre 340 contre la paroi de l'alésage 16c". (En variante du bouchon élastomérique, les moyens de positionnement pourraient comprendre deux fibres fictives ; 15 cette structure ressemblerait à celle de la figure 3 dans laquelle la fibre 40 serait active et les fibres 41, 42 seraient des fibres fictives).

Le faisceau 323 de fibres se trouvant dans le corps 14 est identique à celui de la figure 4. Autrement, 20 trois fibres 340', 341', 342' sont disposées en un faisceau ou ensemble triangulaire. Les trois fibres 340', 341', 342' sont disposées côte à côte en butée, les trois fibres coopérant toutes de façon à se maintenir toutes trois en alignement fixe, les fibres 340', 341', 342' étant 25 sollicitées contre la paroi de l'alésage 180". Par conséquent, deux quelconques des fibres 340', 341', 342' agissent à la manière des moyens de positionnement pour la troisième des fibres 34 0'-342'. L'agencement achevé constitue un commutateur "1 sur 3" dans lequel la fibre 340 30 peut être couplée optiquement à l'une quelconque des fibres 340'-342'. L'agencement des figures 13-15 peut être modifié de façon à constituer un commutateur "1 sur 2" en réalisant simplement l'une des fibres 340'-342' de façon qu'elle constitue une fibre fictive (ou en remplaçant l'une des 35 fibres 340'-342' par un autre moyen de positionnement).

»

, V

t 18

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au commutateur optique décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (30)

1. Commutateur optique destiné à un système dans lequel des signaux sont transportés par plusieurs fibres optiques, caractérisé en ce qu'il comporte un 5 premier groupe de fibres optiques (40, 41, 42) aboutissant chacune à une extrémité terminale (40a, 41a, 42a) ; un second groupe de fibres optiques (40', 41', 42') aboutissant chacune à une extrémité terminale (40a1, 41a', 42a') ; un premier moyen (12) destiné à maintenir les fibres du 10 premier groupe en un premier ensemble étroitement serré (22) de manière que les extrémités terminales des fibres soient disposées au moins partiellement circonférentielle-ment autour d'un premier axe commun (X-X) ; un second moyen (14) destiné à maintenir les fibres du second groupe en un 15 second ensemble (23) ; les premier et second ensembles étant choisis de manière qu'au moins une partie des extrémités terminales des fibres du premier groupe soit couplée optiquement à des extrémités terminales d'au moins certaines des fibres du second groupe lorsque le premier 20 ensemble est déplacé angulairement autour dudit premier axe dans l'une quelconque de plusieurs positions décalées angulairement, au moins l'une des fibres du premier ensemble étant couplée optiquement à des fibres différentes du second ensemble lorsque le premier ensemble est disposé 25 dans l'une quelconque d'au moins deux desdites positions décalées angulairement ; et des moyens d'alignement (30) destinés à aligner le premier ensemble avec le second ensemble, le premier ensemble pouvant être déplacé dans l'une quelconque des diverses positions décalées angulaire-3 0 ment.

2. Commutateur optique selon la revendication 1, dans lequel le second moyen maintient les fibres du second groupe dans le second ensemble de façon que les extrémités terminales desdites fibres du second groupe 35 soient disposées au moins partiellement circonférentielle- * · . V 20 ment autour d'un second axe commun (Y-Y), les moyens d'alignement étant choisis de façon à maintenir le premier axe en alignement colinéaire avec le second axe.

3. Commutateur optique selon la revendication 5 1, caractérisé en ce que les fibres du premier ensemble sont disposées côte à côte et en butée.

4. Commutateur optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fibres du second ensemble sont disposées côte à côte et en butée.

5. Commutateur optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier moyen comprend un corps (12) de commutateur présentant une face terminale (12·) et un alésage (16) qui s'étend à travers le corps et ladite face, l'alésage étant dimensionné de façon à avoir une 15 section transversale interne dont les dimensions, à ladite face, correspondent approximativement à une dimension extérieure maximale de la section transversale du premier ensemble.

6. Commutateur optique selon la revendication 20 3, caractérisé en ce que le premier ensemble est constitué de trois fibres optiques qui sont toutes disposées côte à côte en butée les unes par rapport aux autres, les extrémités terminales des fibres ayant des axes qui coopèrent pour définir un triangle (A) au centre duquel se 25 trouve globalement ledit premier axe commun.

7. Commutateur optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier ensemble comprend une âme centrale (146) s'étendant à peu près colinéairement avec le premier axe commun, les fibres optiques (141, 142, 30 143, 144, 145) étant disposées autour de ladite âme, côte à côte et en butée par rapport à elle.

8. Commutateur optique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'âme est une fibre optique.

9. Commutateur optique selon la revendication 35 3, caractérisé en ce que des fibres contiguës du premier Λ λ 21 ensemble sont espacées les unes des autres d'une distance inférieure à 3 micromètres.

10. Commutateur optique destiné à un système dans lequel des signaux sont transportés par plusieurs 5 fibres optiques, caractérisé en ce qu'il comporte un premier groupe de fibres optiques (40, 41, 42) aboutissant chacune à une extrémité terminale (40a, 41a, 42a) ; un second groupe de fibres optiques (40·, 41', 42') aboutissant chacune à une extrémité terminale (40a', 41a', 42a') ; 10 un premier corps (12) de commutateur ayant une première face terminale (12') et un premier alésage (16) s'étendant à travers le corps à ladite face, l'alésage étant dimensionné pour maintenir le premier groupe de fibres dans une disposition côte à côte et en butée de façon que les 15 extrémités terminales des fibres soient disposées en un premier ensemble (22) circonférentiellement autour d'un premier axe commun (X-X) à ladite première face terminale ; un second corps (14) de commutateur ayant une seconde face terminale (14') et un second alésage (18) s'étendant à 20 travers le corps jusqu'à ladite seconde face terminale, le second alésage étant dimensionné pour maintenir le second groupe des fibres dans une disposition côte à côte et en butée, de manière que les extrémités terminales des fibres soient disposées en un second ensemble circonférentielle-25 ment autour d'un second axe commun (Y-Y) à ladite seconde face terminale ; les premier et second ensembles étant choisis de manière qu'au moins une partie des extrémités terminales des fibres du premier groupe soit couplée optiquement à des extrémités terminales opposées des fibres 30 du second groupe lorsque le premier ensemble est décalé angulairement autour dudit premier axe dans l'une quelconque de plusieurs positions décalées angulairement, au moins l'une des fibres du premier ensemble étant couplée optiquement à des fibres différentes du second ensemble 35 lorsque le premier ensemble est disposé dans l'une V 22 quelconque d'au moins deux desdites positions décalées angulairement ; et des moyens d'alignement (30) destinés à aligner le premier corps de commutateur avec le second corps de commutateur, le premier ensemble pouvant être 5 amené dans l'une quelconque desdites plusieurs positions décalées angulairement.

11. Commutateur optique selon la revendication 10, caractérisé en ce que les premier et second corps de commutateur sont globalement cylindriques et possèdent des 10 axes cylindriques (146, 146') globalement colinéaires aux premier et second axes, respectivement, les moyens d'alignement comprenant des moyens destinés à aligner les corps de façon que les première et seconde faces terminales soient opposées et que les axes cylindriques soient alignés 15 colinéairement.

12. Commutateur optique selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens d'alignement comprennent un manchon (30) dimensionné pour recevoir les premier et second corps et pour permettre un mouvement de rotation 20 d'au moins l'un desdits corps autour de son axe cylindrique.

13. Commutateur optique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un fluide d'adaptation d'indice disposé à l'intérieur d'un volume défini entre des 25 fibres optiques opposées.

14. Commutateur optique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyen de montage (56) destiné au montage du premier corps de commutateur et un second moyen de montage (60) destiné au 3. montage du second corps de commutateur, des moyens de jonction (50, 52) destinés à permettre un mouvement relatif de non-rotation des premier et second moyens de montage tout en maintenant lesdits moyens d'alignement de façon que les corps de commutateur soient en alignement axial. » 23 ·»

15. Commutateur optique selon la revendication 10, caractérisé en ce que les alésages sont dimensionnés de façon à avoir une dimension intérieure, en section transversale, à ladite face terminale, approximativement 5 égale à une dimension extérieure maximale de la section transversale desdits ensembles.

16. Commutateur optique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins l'un des ensembles est constitué de trois fibres optiques disposées en butée et 10 côte à côte les unes par rapport aux autres, des extrémités terminales des fibres ayant des axes qui, ensemble, définissent un triangle (A), un axe commun des fibres étant disposé globalement au centre de ce triangle.

17. Commutateur optique selon la revendication 15 10, caractérisé en ce qu'au moins l'un des ensembles comprend une âme centrale (146) s'étendant à peu près colinéairement avec un axe commun de l'ensemble, ledit groupe de fibres optiques étant disposé autour de ladite âme et côte à côte et en butée par rapport à elle.

18. Commutateur optique selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'âme est une fibre optique.

19. Commutateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que des fibres contiguës sont espacées dudit premier axe d'un décalage angulaire égal.

20. Commutateur optique selon la revendication 10, caractérisé en ce que des fibres contiguës des premier et second ensembles sont décalées de façon égale d'un angle prédéterminé.

21. Commutateur optique selon la revendication 30 16, caractérisé en ce que des fibres contiguës d'au moins l'un desdits ensembles sont espacées d'une distance inférieure à 3 micromètres.

22. Commutateur optique, caractérisé en ce qu'il comporte une première fibre optique (4 0, 41 ou 42) 35 aboutissant à une première extrémité terminale (40a, 41a ou * V > 24 P 42a) ; une seconde fibre optique (40', 41' ou 42') aboutissant à une seconde extrémité terminale (40a·, 41a' ou 42a') ; un premier corps (12) ayant une première face terminale (12') et une première surface intérieure (16") 5 qui définit un premier alésage (16) s’étendant à travers ladite première face terminale ; un second corps (14) ayant une seconde face terminale (14') et une seconde surface intérieure (18") qui définit un second alésage (18) s'étendant à travers ladite seconde face terminale ; un 10 moyen d'alignement (30) destiné à aligner le premier corps avec le second corps dans un alignement axial prédéterminé de manière que la première face terminale soit opposée à la seconde face terminale et que les premier et second alésages soient disposés à peu près en alignement coaxial 15 et coopèrent pour définir un axe de rotation, les premier et second corps pouvant tourner l'un par rapport à l'autre sous l'effet d'une rotation d'au moins l'un des premier et second corps autour dudit axe de rotation ; des premiers moyens de positionnement destinés à positionner au moins 20 ladite première fibre à l'intérieur du premier alésage, de manière que la première extrémité terminale soit tournée face à la seconde face terminale, les premiers moyens de positionnement positionnant en outre la première fibre contre la première surface intérieure de manière qu'un axe 25 de la première fibre soit espacé de l'axe de rotation ; des seconds moyens de positionnement destinés à positionner au moins ladite seconde fibre à l'intérieur du second alésage afin que la seconde extrémité terminale soit tournée face à la première face terminale, les seconds 30 moyens de positionnement positionnant en outre la seconde fibre contre ladite seconde surface intérieure et de manière qu'un axe de la seconde fibre soit espacé de l'axe de rotation, les première et seconde fibres optiques étant couplées optiquement lorsque les premier et second corps 35 sont tournés l'un par rapport à l'autre jusqu'à une 25 • λ· * k \ position prédéterminée, et étant désaccouplées lorsque les corps sont tournés à partir de ladite position.

23. Commutateur optique selon la revendication 22, caractérisé en ce que les premiers moyens de position- 5 nement comprennent une fibre optique (146).

24. Commutateur optique selon la revendication 22, caractérisé en ce que les seconds moyens de positionnement comprennent une fibre optique (146·).

25. Commutateur optique selon la revendication 10 23, caractérisé en ce que la première fibre optique est l'une d'un premier groupe de fibres optiques (140-146), les fibres du premier groupe étant disposées côte à côte et en butée dans ledit premier alésage.

26. Commutateur optique selon la revendication 15 24, caractérisé en ce que la seconde fibre optique est l'une d'un second groupe de fibres optiques (140'-146'), les fibres du second groupe étant disposées côte à côte et en butée dans ledit second alésage.

27. Commutateur optique selon la revendication 20 22, caractérisé en ce que la première fibre est l'une d'un premier groupe de fibres, les premiers moyens de positionnement sollicitant lesdites fibres du premier groupe contre ladite première surface intérieure.

28. Commutateur optique selon la revendication 25 27, caractérisé en ce que la seconde fibre est l'une d'un second groupe de fibres, les seconds moyens de positionnement sollicitant lesdites fibres du second groupe contre ladite seconde surface intérieure.

29. Commutateur optique destiné à un système 30 dans lequel des signaux sont transportés par plusieurs fibres optiques, caractérisé en ce qu'il comporte une première fibre optique (40, 41 ou 42) aboutissant à une première extrémité terminale (40a, 41a ou 42a) ; une seconde fibre optique (40', 41' ou 42') aboutissant à une 35 seconde extrémité terminale (40a', 41a' ou 42a') ; un % » 26 % premier moyen (12) destiné à maintenir la première fibre optique de manière que la première extrémité terminale soit disposée à proximité d'un premier axe prédéterminé (X-X) et que la première fibre optique puisse tourner autour dudit 5 premier axe ; un second moyen (14) destiné à maintenir la seconde fibre optique ; les premier et second moyens étant choisis de manière que lesdites première et seconde extrémités terminales soient couplées optiquement lorsque la première fibre est décalée angulairement autour dudit 10 premier axe jusqu’à au moins une première position décalée angulairement et que lesdites première et seconde extrémités terminales ne soient pas couplées optiquement lorsque la première fibre est déplacée angulairement autour dudit premier axe jusqu'à au moins une seconde position décalée 15 angulairement ; et des moyens d'alignement (30) destinés à aligner la première fibre avec la seconde fibre, la première fibre pouvant être tournée autour dudit axe entre au moins lesdites première et seconde positions décalées angula irement.

30. Commutateur optique selon la revendication 29, caractérisé en ce que la seconde fibre optique est maintenue par ledit second moyen de façon que la seconde extrémité terminale soit placée à proximité immédiate d'un second axe prédéterminé (Y-Y), les moyens d'alignement 25 étant choisis de façon à maintenir le premier axe en alignement colinéaire avec le second axe.