MXPA00012022A

MXPA00012022A - Sistema de conmutacion y control de fibra optica basado en espejo.

Info

Publication number: MXPA00012022A
Application number: MXPA00012022A
Authority: MX
Inventors: Herzel Laor
Original assignee: Astarte Fiber Networks Inc
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2003-04-22
Also published as: NZ508624A; WO1999067666A1; EP1110114A1; CA2334279A1; CN1306630A; AU6381599A; BR9910904A; EP1110114A4; JP2002519710A

Abstract

Un sistema de control de fibra optica para utilizarse en un conmutador optico que comprende un ensamble de fibra (86), un separador de senales (88), una unidad sensora (90), un ensamble de lente (92), un espejo estacionario (94), un diodo emisor de radiacion de direccion (96), un ensamble de espejo movible (98) con diodos emisores de radiacion de alineamiento montados (100), una ventana (102), y un procesador (104). El separador (88) separa las senales de control de las senales de comunicacion, de tal manera que las senales de control son recibidas por la unidad sensora (90), y las senales de comunicacion son recibidas por la fibra (106). Las senales de control recibidas por la unidad sensora (90) proporcionan informacion de identificacion y alineamiento del blanco para conectar las fibras blanco. El ensamble (98) se utiliza para accionar los ajustes tanto de direccion como de alineamiento. La superficie de espejo (132) del ensamble de espejo movible, se mueve en respuesta a los comandos desde el procesador (104), para permitir el ajuste de la trayectoria optica de las senales de comunicacion y de control recibidas a traves de la ventana (102) en dos dimensiones en relacion con la fibra (106) y la unidad sensora (90). 25.

Description

SISTEMA DE CONMUTACIÓN Y CONTROL DE FIBRA ÓPTICA BASADO EN ESPEJO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a conmutadores de fibra óptica, y en particular, a configuraciones de conmutador de fibra óptica compactas, incluyendo configuraciones que utilizan espejos movibles, y a sistemas de control de dirección y alineamiento relacionados.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los conmutadores de matriz óptica se utilizan comúnmente en los sistemas de comunicaciones para transmitir señales de voz, vídeo, y datos. En general, los conmutadores de matriz óptica incluyen múltiples puertos de entrada y/o salida, y tienen la capacidad para conectar, para propósitos de transferencia de señales, cualquier combinación de puerto de entrada/puerto de salida, y de preferencia, para aplicaciones de conmutación NxN, para permitir múltiples conexiones a la vez. En cada puerto, se transmiten y/o se reciben señales ópticas por medio de un extremo de una fibra óptica. Los extremos de fibra de los puertos de entrada y salida se conectan ópticamente a través de una interfase de conmutación. En este aspecto, por ejemplo, los extremos de fibra de entrada y salida se pueden localizar físicamente sobre los lados opuestos de una interfase de conmutación (para la conmutación de trayectoria óptica directa o plegada entre los mismos) , en matrices lado a lado sobre el mismo lado físico de una interfase de conmutación dando hacia un espejo, o se pueden intercalar en una configuración de una sola matriz dando hacia un espejo. El establecimiento de una conexión entre un extremo de fibra de puerto de entrada dado y un extremo de fibra de puerto de salida dado, involucra configurar una trayectoria óptica entre la interfase de conmutación entre los extremos de fibra. Una manera de configurar la trayectoria óptica es moviendo o doblando las fibras ópticas, utilizando, por ejemplo, dobladores piezoeléctricos. Los dobladores asociados con las fibras que se van a conectar, doblan las fibras, de tal manera que las señales desde las fibras se dirigen unas a otras para formar la conexión óptica deseada a través de la interfase de conmutación. La cantidad de doblez se controla basándose en la señal eléctrica aplicada a los dobladores. Mediante la configuración apropiada de los dobladores, se puede efectuar un control de dirección bidimensional . Otra manera de configurar la trayectoria óptica entre una fibra de entrada y una fibra de salida, involucra el uso de un espejo movible interpuesto entre las fibras de entrada y salida. En este caso, los extremos de fibra permanecen estacionarios, y el espejo se utiliza para la conmutación. El espejo puede permitir la conexión para conectar ópticamente cualquiera de las fibras de puerto de entrada con cualquiera de las fibras de puerto de salida. El control de la operación de conmutación involucra la identificación y el alineamiento del blanco. La identificación del blanco se refiere a la identificación de dos fibras ópticas que se van a interconectar ópticamente a través de una interfase de conmutación, con el objeto de permitir la transmisión subsecuente de señales de comunicación entre las mismas. En este aspecto, la conmutación óptica se puede entender como incluyendo un primer arreglo de fibras sobre un primer lado del conmutador, y un segundo arreglo de fibras sobre un segundo lado del conmutador. En realidad, las fibras del primer lado y las fibras del segundo lado se pueden intercalar en una estructura de un solo chasis dando hacia un espejo, o las fibras de los primero y segundo lados se pueden colocar en una configuración lado a lado sobre el mismo lado espacial de una interfase de conmutación para interconexión óptica por medio de un espejo. Por consiguiente, se apreciará que el "primer lado" y el "segundo lado" se refieren a una trayectoria de transmisión de señales, y no a una configuración espacial. Por consiguiente, la identificación del blanco puede involucrar identificar una de las fibras del primer lado y una de las fibras del segundo lado que se van a interconectar. Entonces se puede configurar una trayectoria óptica para interconectar ópticamente las fibras identificadas. El alineamiento se refiere a la afinación de la conexión óptica entre las fibras identificadas para optimizar la transmisión de señales. Los sistemas de dirección y alineamiento convencionales normalmente emplean dispositivos emisores de radiación (REDs) , tales como diodos emisores de radiación de luz o infrarroja ("LEDs"), dispositivos de láser, o dispositivos de láser VCSEL para identificación y alineamiento de la fibra. Normalmente se montan uno o más dispositivos emisores de radiación en una relación espacial conocida con cada una de las fibras de cada matriz, por ejemplo, adyacentes a la fibra sobre la estructura de la matriz. Estos dispositivos emisores de radiación transmiten radiación a través de la interfase de conmutación hasta la matriz opuesta. En adición, se proporciona un receptor óptico en conjunto con cada fibra de cada matriz. Por ejemplo, el receptor se puede incorporar en una capa de revestimiento de una fibra óptica de doble núcleo, en donde la fibra central se utiliza para transmitir señales de comunicación. El receptor recibe radiación desde un dispositivo emisor de radiación o desde los dispositivos emisores de radiación de la matriz opuesta, y proporciona la radiación recibida a un sistema detector/de retroalimentación para controlar la dirección. De esta manera, los dispositivos emisores de radiación se pueden utilizar primero para señalar cuáles de las fibras se van a conectar. Posteriormente, se puede optimizar el alineamiento mediante el análisis de la señal transmitida desde los dispositivos emisores de radiación asociados con una de las fibras blanco, para el receptor asociado con la otra, y vice versa. Aunque estos sistemas de dirección y alineamiento convencionales han proporcionado una precisión aceptable, imponen ciertas limitaciones en los diseños de los conmutadores. Primero, los dispositivos emisores de radiación y los receptores incorporados en las matrices de fibra pueden limitar el diseño del conjunto o impedir la miniaturización del conjunto. Más aún, los detectores utilizados en estos sistemas convencionales generalmente incluyen un área activa grande, y una proporción de la señal al ruido correspondientemente baja. Las fibras de doble núcleo utilizadas para transmitir y recibir también son muy costosas y difíciles para que los fabricantes de conmutadores las almacenen confiablemente. Por consiguiente, sería conveniente diseñar un conmutador de fibra óptica que reduzca o elimine la necesidad de fibras de doble núcleo, y que resuelva de otra manera las limitaciones de los sistemas de dirección y alineamiento convencionales.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Una consideración importante en el diseño del conmutador, es minimizar el tamaño del conmutador para un número dado de puertos de entrada y salida que sean servidos, es decir, incrementando la densidad de empaque de los puertos y de las unidades de dirección de haces. Se reconocido que se puede lograr una mayor densidad de empaque, particularmente en el caso de una unidad de dirección de haces basada en espejo movible, plegando la trayectoria óptica entre la fibra y el espejo movible, y/o entre el espejo movible y la interfase del conmutador. En adición, se pueden lograr ventajas de compactamiento adicionales mediante la colocación de fuentes de señales de control afuera del conjunto de fibra, y de preferencia, en posiciones adentro de la trayectoria óptica plegada seleccionada para reducir el tamaño requerida de la trayectoria óptica. De conformidad con un aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para utilizarse con un sistema de conmutador de matriz óptica que emplea una trayectoria óptica plegada en cooperación con un espejo movible para permitir el diseño compacto del conmutador. El conmutador óptico opera para conectar una primera fibra óptica con cualquiera de un número de segundas fibras ópticas. En este aspecto, cada una de las primera y segunda fibras ópticas tiene su propia unidad de dirección de haces que incluye al espejo movible. El aparato de la invención incluye la óptica de recolección, tal como un lente o lentes, asociados con un extremo de fibra para recolectar una señal transmitida por una fibra hacia un haz (por ejemplo, un haz colimado, o de preferencia enfocado) , y la óptica de pliegue, dispuesta entre la óptica de recolección y un área de interfase de conmutación separada del espejo movible, para plegar la trayectoria óptica del haz. La óptica de pliegue, que puede incluir, por ejemplo, un segundo espejo movible o un espejo estacionario, de preferencia se coloca en la trayectoria óptica entre el espejo movible y la óptica de recolección. Por consiguiente, se apreciará que el espejo movible y la óptica de pliegue forman una unidad de dirección de haces entre la óptica de recolección y la interfase de conmutación. Para un mejor compactamiento, la óptica de pliegue y el espejo movible de preferencia cooperan de tal manera que la trayectoria del haz de entrada desde la óptica de recolección hasta la unidad de dirección de haces puede ser sustancialmente paralela a la trayectoria del haz de salida desde la unidad de dirección de haces hasta la interfase de conmutación. De conformidad con otro aspecto de la presente invención, la localización de las fuentes de señales de control en un conmutador de matriz óptica basado en espejo movible, se selecciona para mejorar el compactamiento del conmutador. El conmutador opera para conectar primera y segunda fibras ópticas por medio de una trayectoria óptica que se extiende a través de una interfase de conmutación entre las fibras, e incluye un espejo movible para dirigir las señales ópticas en relación con la primera fibra. Con respecto al compactamiento del conmutador, se ha reconocido que se pueden reducir las dimensiones globales del conmutador colocando fuentes de señales de control, tales como diodos emisores de luz, diodos de láser, dispositivos de láser emisores de superficie de cavidad vertical ("VCSELs"), u otros dispositivos emisores de radiación (REDs) afuera de una matriz de fibra de conmutación, permitiendo de esta manera un empaque más denso de las fibras. También, se ha encontrado que la colocación de los diodos emisores de radiación en la trayectoria óptica en relación con el espejo movible, y cualesquiera otros espejos proporcionados para plegar la trayectoria, pueden afectar el tamaño requerido del espejo, y a su vez, el compactamiento del conmutador. Un aparato construido de conformidad con este aspecto de la invención, por lo tanto, incluye cuando menos un dispositivo emisor de radiación dispuesto entre, y separado de, las primera y segunda fibras ópticas en relación con la trayectoria óptica, y un detector, dispuesto en una relación espacial conocida en relación con la trayectoria óptica, para recibir las señales de control emitidas por el dispositivo emisor de radiación, y reflejadas por el espejo movible. Las señales de control son útiles para configurar la trayectoria óptica entre las primera .y segunda fibras ópticas, por ejemplo, para la identificación del blanco (identificando una fibra como blanco de entre un número de fibras) , y/o el alineamiento (afinando la trayectoria óptica para minimizar pérdidas de señales) . El dispositivo emisor de radiación y el detector para recibir las señales desde el dispositivo emisor de radiación de preferencia se localizan sobre los lados operativos opuestos de la interfase de conmutación, que pueden o no ser un lado físico opuesto de la interfase de conmutación. De una manera más particular, cuando el detector está asociado con la segunda fibra óptica, el dispositivo emisor de radiación se puede localizar adyacente al espejo movible, y/o entre el espejo movible y la primera fibra óptica en relación con la trayectoria óptica. Por ejemplo, se pueden localizar dispositivos emisores de radiación de alineamiento sustancialmente en el plano del espejo movible, y se puede colocar un dispositivo emisor de radiación de dirección separado entre el espejo movible y la primera fibra óptica, por ejemplo, en o cerca de un plano de otro espejo para plegar la trayectoria óptica. De conformidad con un aspecto adicional de la presente invención, se emplea una óptica de enfoque en una matriz óptica basada en espejo movible para tener una mejor eficiencia de transmisión óptica. El aparato correspondiente incluye primera óptica de enfoque ópticamente interpuesta entre los primero y segundo extremos de la fibra, y segunda óptica de enfoque dispuesta entre la primera óptica de enfoque y el segundo extremo de la fibra. La primera óptica de enfoque forma la imagen del primer extremo de la fibra sobre la segunda óptica de enfoque. De una manera similar, la segunda óptica de enfoque forma la imagen del segundo extremo de la fibra sobre la primera óptica de enfoque. Más aún, el conmutador de preferencia incluye un espejo movible asociado con cada uno de los extremos de fibra, y las primera y segunda ópticas de preferencia se disponen ópticamente sobre los lados opuestos de los espejos movibles utilizados para dirigir las señales entre los extremos de fibra. El uso de señales enfocadas, opuestamente a, por ejemplo, señales colimadas, incrementa la eficiencia óptica del conmutador. En una modalidad de la presente invención, cada fibra óptica se monta en un alojamiento en una posición fija en relación con la propia unidad de dirección de haces de la fibra. El alojamiento soporta un extremo de fibra, un detector dispuesto en una relación espacial conocida con el extremo de la fibra, un espejo movible para dirigir los haces en relación con el extremo de la fibra, un ensamble de lentes para acoplar ópticamente el espejo movible y el extremo de la fibra y un espejo estacionario, ópticamente colocado entre el espejo movible y el extremo de la fibra. El espejo movible y el espejo estacionario cooperan para configurar una trayectoria óptica en relación con el extremo de la fibra, de tal manera que las señales ópticas transmitidas entre el espejo movible y una interfase de conmutación pueden estar en alineamiento sustancial con (por ejemplo, sustancialmente paralelas a) las señales transmitidas entre el extremo de la fibra y el espejo estacionario. De preferencia se montan un número de dispositivos emisores de radiación de alineamiento en o cerca del plano del espejo movible, y de preferencia se monta cuando menos un dispositivo emisor de radiación de dirección en o cerca del plano del espejo estacionario. Se pueden construir múltiples unidades en un solo alojamiento. La trayectoria óptica plegada resultante adentro del alojamiento permite que se configuren múltiples unidades en una estructura de matriz compacta. Es decir, se pueden colocar múltiples fibras con sus unidades de dirección de haces respectivas lado a lado en hileras, y se pueden apilar en columnas para formar un conjunto bidimensional. Este conjunto se puede interconectar con otro conjunto a través de una interfase de conmutación, o puede incluir tanto fibras de entrada como de salida intercaladas adentro del conjunto. En el último caso, las fibras de entrada y salida se pueden acoplar mediante un espejo colocado en la interfase de conmutación que da hacia el conjunto. Más aún, la provisión de unidades de dirección de haces separadas para cada fibra permite que se hagan múltiples conexiones simultáneas entre diferentes puertos de entrada y salida, y minimizar las pérdidas ópticas con respecto a cada conexión a través del alineamiento óptico cuidadoso. En adición, la configuración de la trayectoria óptica mediante la combinación de un solo espejo movible para la dirección del haz bidimensional y un espejo estacionario, así como la colocación de los dispositivos emisores de radiación de control en relación con la trayectoria óptica, reduce el tamaño requerido de los componentes ópticos, y el tamaño global del conmutador. La presente invención se refiere además a una configuración de detección para un sistema de control de fibra óptica, por ejemplo, un sistema de dirección y/o alineamiento óptico, que involucra separar las señales de control de las señales de comunicación. En virtud de esta separación, los elementos receptores de señales de control se pueden localizar lejos de los extremos de las fibras blanco, permitiendo de esta manera la implementación sin las costosas y problemáticas fibras ópticas de doble núcleo. En adición, la configuración de detección permite tener mejores opciones de detector para una mejor respuesta y proporción de la señal al ruido. La configuración, que se puede implementar utilizando extremos de fibras estacionarios en conjunto con la óptica de dirección en la interfase de las fibras, también permite colocar los dispositivos emisores de radiación de dirección, así como los elementos receptores, afuera de las áreas del conjunto de fibras, proporcionando de esta manera mayores opciones de diseño del conjunto. De conformidad con un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona un sensor fuera de trayectoria como parte de un sistema de control de fibra óptica para utilizarse en la dirección y/o el alineamiento. El sistema de control de fibra óptica, que se puede proporcionar como parte de un conmutador de fibra óptica, se utiliza para configurar una trayectoria óptica en una interfase entre un primer extremo de fibra y un segundo extremo de fibra, para mejorar la comunicación óptica entre los mismos. La interfase de preferencia se pliega para el compactamiento, es decir, para reducir la dimensión de la interfase requerida para una longitud de trayectoria óptica de fibra a fibra dada. En este aspecto, la trayectoria óptica entre los extremos de fibra de una modalidad de trayectoria plegada, se define mediante la óptica, tal como los lentes y los espejos. El sistema de control incluye una fuente de señales de control asociada con el primer extremo de fibra para transmitir una señal de control, un sensor fuera de trayectoria asociado con el segundo extremo de fibra para recibir la señal de control, y un procesador asociado con el sensor fuera de trayectoria para obtener la información de configuración de la trayectoria óptica basándose en las señales de control recibidas. La fuente de preferencia incluye uno o más dispositivos emisores de radiación, tales como diodos emisores de luz o diodos emisores de radiación infrarroja. El sensor fuera de trayectoria se localiza fuera de la trayectoria óptica del haz enfocado. De preferencia, el sensor se localiza afuera del plano del segundo extremo de fibra. Se pueden proporcionar fuentes y sensores correspondientes en relación con los primero y segundo extremos de fibra, para permitir un control de los dos lados, como se desea. En adición, se apreciará que el sistema de control se puede implementar en relación con múltiples fibras,, por ejemplo, de un conmutador de fibra óptica, para dirigir y controlar. De esta manera, se remueve el sensor del área de los extremos de fibra para tener mejores opciones de diseño del sensor y del sistema de control global. De conformidad con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un separador óptico como parte de un sistema de control de fibra óptica, para separar las señales de control de las señales de comunicación. El sistema de control incluye una fuente de señales de control asociada con un primer extremo de fibra, para transmitir señales de control a lo largo de una trayectoria óptica entre el primer extremo de fibra y un segundo extremo de fibra, un sensor dispuesto en una relación espacial conocida con el segundo extremo de fibra, para recibir las señales de control transmitidas, y un separador óptico dispuesto sobre la trayectoria óptica entre los primero y segundo extremos de fibra, para separar las señales de control y las señales de comunicación, de tal manera que las -señales de control se transmiten al sensor, y las señales de comunicación se transmiten a la segunda fibra. La fuente, que puede incluir uno o más dispositivos emisores de radiación, se localiza en una relación espacial conocida con el primer extremo de fibra en relación con la trayectoria óptica, para proporcionar una indicación de la posición del primer extremo para la retroalimentación de control. En este aspecto, la fuente se puede localizar en o cerca de un plano del primer extremo, o en otras diferentes localizaciones a lo largo de la trayectoria óptica entre los extremos de fibra, por ejemplo, en o cerca de un plano de un espejo o lente en una modalidad de una trayectoria óptica plegada. El separador óptico de preferencia distingue, con un alto grado de especificidad, entre las señales de comunicación y las señales de control, por ejemplo, basándose en la longitud de onda o en otra característica óptica, para separar las señales. Por ejemplo, el separador puede dirigir selectivamente las señales de transmisión y de control sobre trayectorias de salida separadas, basándose en sus características distintivas respectivas. En una modalidad, el separador incluye una superficie parcialmente reflejante que tiene una característica de reflexión/transmisión dependiente de la longitud de onda, por ejemplo, un espejo de película, tal como aquél de las señales de comunicación y de control que se refleja en gran parte hasta una trayectoria de salida transversal, y la otra se transmite en gran parte sin reflexión. De esta manera, el sensor para recibir las señales de control se puede localizar separado del segundo extremo de fibra para tener mejores opciones de diseño. De conformidad todavía un aspecto adicional de la presente invención, el sistema de control de fibra óptica de la presente invención se incorpora en un conmutador óptico. El conmutador óptico incluye un número de primeras fibras laterales, y un número de segundas fibras laterales, en donde las primeras fibras laterales se interconectan ópticamente con respecto a las segundas fibras laterales a través de un área de interfase óptica. En este aspecto, los extremos de la primera fibra lateral y los extremos de la segunda fibra lateral se pueden localizar, por ejemplo, sobre los lados opuestos del área de interfase, sobre el mismo lado del área de interfase, y desfasados unos de otros, o sobre el mismo lado del área de interfase y en la misma área en una relación intercalada. De una manera similar, los extremos de la primera fibra lateral y los extremos de la segunda fibra lateral se pueden conectar por medio de trayectorias directas o plegadas (por ejemplo, utilizando espejos) . El sistema de control de fibra óptica incluye una fuente de señales de control, y un sensor de señales de control fuera de trayectoria asociado con cada una de las primera y segunda fibras laterales, así como un sistema de procesamiento para calcular la información de control basándose en las señales de control detectadas. De preferencia, las fuentes respectivas de las fibras se pueden operar para la identificación y el alineamiento del blanco. El alineamiento del blanco de preferencia involucra el uso de señales de control a partir de una pluralidad de dispositivos emisores de radiación, por ejemplo, un conjunto de cuatro dispositivos emisores de radiación, correspondientes a cada fibra. Este conjunto puede proporcionar la información de alineamiento en dos dimensiones. Con el objeto de proporcionar la información de identificación del blanco, se pueden asociar uno o más dispositivos emisores de luz de dirección dedicados con cada fibra, o los dispositivos emisores de radiación de alineamiento se pueden operar para transmitir la información de dirección así como de alineamiento, por ejemplo, modulando los dispositivos emisores de radiación de alineamiento para codificar la información de dirección. Cuando los dispositivos emisores de radiación de alineamiento también transmiten información de dirección, la información de dirección y la información de alineamiento se puede transmitir en intervalos separados, traslapados, o al mismo tiempo . De acuerdo con todavía otro aspecto de la presente invención, se utilizan fuentes y sensores separados para la dirección y el alineamiento. El sistema de control de fibra óptica asociado incluye una fuente de alineamiento y una fuente de dirección asociadas con el primer extremo de fibra, un sensor de alineamiento y un sensor de dirección asociados con el segundo extremo de fibra, y un procesador para calcular la información de dirección y alineamiento basándose en las señales de dirección y alineamiento respectivas. Las fuentes de alineamiento y dirección se disponen en una relación espacial conocida, pero diferente, con respecto al primer extremo de fibra en relación con una trayectoria óptica entre los primero y segundo extremos de fibra. De una manera similar, los sensores de alineamiento y dirección se disponen en una relación espacial conocida, pero diferente, con respecto al segundo extremo de fibra en relación con la trayectoria óptica. En particular, las fuentes y los sensores se configuran en relación con la trayectoria óptica y la óptica asociada, de tal manera que las señales de alineamiento desde la fuente de alineamiento sean recibidas por el sensor de alineamiento, y las señales de dirección desde la fuente de dirección sean recibidas por el sensor de dirección. Esta separación de señales y sensores permite que se seleccionen sensores apropiados y efectivos por el costo, basándose en los requerimientos de su función de alineamiento o dirección particular, por ejemplo, los requerimientos de resolución espacial, velocidad de operación, y proporción de la señal al ruido. De conformidad con todavía un aspecto adicional de la presente invención, el alineamiento de las primera y segunda fibras ópticas se conduce basándose en la localización de la incidencia de señales de control sobre una superficie del sensor. El sistema de control de fibra óptica correspondiente incluye una fuente asociada con un extremo de la primera fibra óptica para transmitir una señal de control, un sensor que tiene una superficie de sensor asociada con un extremo de la segunda fibra óptica para recibir la señal de control, y un procesador asociado con el sensor para determinar la información de incidencia con respecto a una localización de incidencia de la señal de control sobre la superficie del sensor, y calcular la información de alineamiento basándose en la información de la incidencia. La superficie del detector puede ser una sola superficie continua, o una superficie dividida. En el caso de una superficie continua, se puede determinar la información de la incidencia en relación con las salidas diferenciales recibidas en las esquinas superficiales o en otras localizaciones en respuesta a la señal incidente. Para una superficie de sensor dividida, la información de incidencia se puede determinar midiendo/comparando la salida desde una o más de las divisiones en respuesta a la señal recibida. De esta manera, el sistema de control permite el alineamiento preciso con opciones mejoradas del sensor, incluyendo elementos de sensor de tamaño reducido con una mejor proporción de la señal al ruido. Por consiguiente, la presente invención permite controlar la fibra óptica sin fibras de doble núcleo o elementos de control en el plano de los extremos de fibra que se van a conectar. De esta manera, la invención proporciona una mejor configuración y opciones de diseño del sensor para una mejor respuesta y proporción de la señal al ruido. La presente invención también proporciona un sistema rápido y confiable para dirigir en un conmutador óptico. El sistema permite la identificación del blanco basándose en las señales de control asociadas con una fibra particular, independientemente del secuenciamiento controlado de impulsos de un conjunto de conmutador global. De esta manera, se puede realizar la identificación del blanco sin una larga serie de impulsos, mejorando de esta manera el tiempo de respuesta de dirección. En adición, los elementos de señalización de control asociados con las diferentes fibras de un conmutador pueden operar sin referencia a un sistema de tiempo común. De conformidad con lo anterior, se pueden reducir las fallas del conmutador, y se mejora la confiabilidad. De conformidad con un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona un aparato para identificar una fibra blanco adentro de un conjunto de fibras, de tal manera que la fibra blanco se puede dirigir desde el lado opuesto de un conmutador óptico, por ejemplo, un conmutador NxN. El aparato incluye un número de sistemas de fuentes de señales de control asociados con diferentes fibras del conjunto de fibras, y un sistema de dirección para operar uno de los sistemas de fuente de una de las fibras, para transmitir un código de identificación de blanco. El código de identificación de blanco transmitido por un sistema fuente incluye información de identificación suficiente para identificar la fibra blanco, por ejemplo, la identidad de la fibra (por ejemplo, la localización del conjunto de la fibra), o la posición de la fibra (por ejemplo, en relación con los ejes definidos) . El sistema fuente puede incluir uno o más dispositivos emisores de radiación. Los dispositivos emisores de radiación pueden ser un diodo emisor de luz, un diodo emisor de infrarrojo, un dispositivo de láser, o un VCSEL. Estos dispositivos emisores de radiación se pueden utilizar tanto para dirigir como para alinear, o se pueden dedicar dispositivos emisores de radiación separados para dirigir y para alinear. En adición, las señales de dirección y alineamiento se pueden transmitir en tiempos separados, o las mismas transmisiones pueden transmitir tanto la información de dirección como de alineamiento. Por ejemplo, la información de dirección se puede codificar en transmisiones de alineamiento impulsando las transmisiones para codificar la información de identificación del blanco. También se proporciona un método de dirección correspondiente de acuerdo con la presente invención. De esta manera, se puede realizar la identificación del blanco sin requerir de un impulso coordinado de filas y columnas del conjunto, y sin la necesidad de un reloj común del sistema para coordinar esta señalización. De conformidad con lo anterior, se simplifica la construcción y operación del conmutador, y se mejora la velocidad de conmutación. Para mejorar adicionalmente la velocidad de operación del conmutador, se pueden operar un número de dispositivos emisores de radiación de alineamiento dentro de un intervalo de tiempo dado, en lugar de hacerlo en series temporales. En este aspecto, se pueden utilizar múltiples dispositivos emisores de radiación (por ejemplo, dos, tres, cuatro, o más) en relación con cada fibra de un conjunto, para permitir un alineamiento bidimensional preciso. De una manera convencional, estos dispositivos emisores de radiación de alineamiento se han activado en serie, de tal manera que las señales se puedan distinguir fácilmente para propósitos de procesamiento. De conformidad con un aspecto de la presente invención, las señales desde los diferentes dispositivos emisores de radiación de alineamiento, y desde uno o más dispositivos emisores de radiación de dirección separados, si están presentes, se pueden modular en su frecuencia (por ejemplo, impulsando cada dispositivo emisor de radiación a una frecuencia única) , de tal manera que se puedan distinguir las señales desde las diferentes fuentes, inclusive cuando sean recibidas por un detector común durante un período de tiempo común. En consecuencia, se reduce adicionalmente la señalización en secuencia, mejorando de esta manera adicionalmente la velocidad de conmutación. De conformidad con un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona un aparato para controlar un conmutador de fibra óptica NxN en respuesta a los códigos de identificación de objetivo. El conmutador asociado se opera para conectar cualquiera de una primera pluralidad de fibras ópticas incluidas en un primer conjunto (por ejemplo, una primera fibra blanco) con cualquiera de una segunda pluralidad de fibras ópticas incluidas en un segundo conjunto (por ejemplo, una segunda fibra blanco) . Cada -una de las fibras ópticas de los conjuntos está asociada con 1) un sistema transmisor de señales de control que incluye cuando menos una fuente de radiación para transmitir señales de control, 2) un sistema detector de señales de control para detectar las señales de control, y 3) un sistema de dirección para configurar una trayectoria óptica para hacer una conexión óptica entre una fibra del primer conjunto y una fibra del segundo conjunto. El aparato para controlar el conmutador incluye un transmisor de códigos asociado con una primera fibra blanco del primer conjunto, y un receptor de códigos asociado con un sistema detector de señales de control de una segunda fibra blanco del segundo conjunto. El transmisor de códigos opera el sistema emisor del sistema de control de la primera fibra blanco para transmitir una señal de control que incluye la información codificada con respecto a la primera fibra blanco. El receptor de códigos obtiene la información codificada con respecto a la primera fibra blanco, de tal manera que el sistema de dirección puede utilizar la información codificada de la segunda fibra blanco para dirigirse a la primera fibra blanco. De esta manera, se realiza la dirección en un conmutador de fibra óptica NxN sin requerir de un impulso coordinado de dispositivos emisores de radiación sobre una base de todo el conjunto.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un entendimiento más completo de la presente invención y de sus ventajas adicionales, ahora se hace referencia a la siguiente Descripción Detallada, tomada en conjunto con los dibujos, en los cuales: Las Figuras 1A-1C son diagramas esquemáticos de conexiones de conmutador de fibra óptica de ejemplo en relación con las cuales se puede implementar el sistema de control de la presente invención. La Figura 2 ilustra la relación espacial entre los dispositivos emisores de radiación y los extremos de fibra de conformidad con la presente invención. La Figura 3 es una gráfica que ilustra una secuencia de impulsos de un dispositivo emisor de radiación para la dirección y el alineamiento de conformidad con la presente invención. La Figura 4 es una gráfica que ilustra una secuencia de impulsos de un dispositivo emisor de radiación alternativo, para la dirección y el alineamiento, de conformidad con la presente invención. La Figura 5 ilustra una configuración alternativa de dispositivos emisores de radiación y extremos de fibra de conformidad con la presente invención. La Figura 6 es una configuración alternativa adicional de los dispositivos emisores de radiación y extremos de fibra de conformidad con la presente invención. La Figura 7 ilustra la secuencia de cinco impulsos del dispositivo emisor de radiación para la dirección y el alineamiento de conformidad con la presente invención. La Figura 8 ilustra una secuencia de cinco impulsos del dispositivo emisor de radiación alternativa, para la dirección y el alineamiento, de conformidad con la presente invención. La Figura 9 ilustra una implementación de frecuencia modulada para la dirección y el alineamiento de cinco dispositivos emisores de radiación de conformidad con la presente invención. La Figura 10 muestra una vista lateral de una configuración de sensor fuera de trayectoria de conformidad con la presente invención. La Figura 11 es una vista en perspectiva del bloque de espejo de la Figura 10. La Figura 12 es una gráfica que ilustra la respuesta de longitud de onda del bloque de espejo de la Figura 11. La Figura 13 es una vista superior que muestra un diseño de sensor de conformidad con la presente invención. La Figura 14 es una vista superior que muestra un diseño de sensor alternativo de conformidad con la presente invención. La Figura 15 es una vista superior que muestra un diseño de sensor alternativo adicional de conformidad con la presente invención.

La Figura 16 es una vista superior que muestra un diseño de sensor con superficies detectoras separadas de dirección y alineamiento de conformidad con la presente invención . La Figura 17 es una vista superior que muestra un diseño de sensor alternativo que emplea superficies detectoras separadas de dirección y alineamiento de conformidad con la presente invención. La Figura 18 es una vista lateral que ilustra una porción de un conmutador que incorpora una configuración de cinco fibras del dispositivo emisor de radiación de conformidad con la presente invención. La Figura 19 es una vista lateral que muestra los componentes de control asociados con una sola fibra de conformidad con la presente invención. La Figura 20 es una vista en perspectiva que muestra los componentes de control asociados con una sola fibra incorporada en una estructura de charola de conformidad con la presente invención. La Figura 21 es una vista en perspectiva que muestra un chasis de conformidad con la presente invención. La Figura 22 ilustra una estructura de charola para alojar dos extremos de fibra con elementos de control relacionados de conformidad con la presente invención. La Figura 23 es una vista superior que muestra un diseño de sensor que se puede utilizar en relación con los componentes de control de la Figura 19. La Figura 24 es un diagrama de circuito para utilizarse en relación con el diseño del sensor de la Figura 23. La Figura 25 es una vista superior de un ensamble de espejo movible para utilizarse en relación con los componentes de control de la Figura 19. La Figura 26 es un diagrama de flujo que ilustra un control de dirección y alineamiento de servo de ciclo cerrado procesado de conformidad con la presente invención. Las Figuras 27A-27C muestran diferentes configuraciones de sensor para resolver el problema potencial de la corriente del sensor resultante de las señales que impactan en el detector afuera de las diferentes áreas del sensor . La Figura 28 muestra una configuración óptica alternativa para un conmutador de conformidad con la presente invención. Las Figuras 29A-29C muestran una implementación de chasis de conformidad con la presente invención. Las Figuras 30A y 30B ilustran a operación de la óptica de enfoque empleada de conformidad con la presente invención. Las Figuras 31-33 ilustran configuraciones alternativas de una unidad de dirección de haces de conformidad con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA El sistema de control de fibra óptica de la presente invención es útil en una variedad de contextos en donde se desee enlazar ópticamente las fibras ópticas opuestas. En la siguiente descripción, el sistema de control de fibra óptica se estipula en el contexto de ciertas modalidades de conmutador óptico NxN, es decir, conmutadores para redes de comunicación que conectan selectivamente cualesquiera de N primeras líneas de fibra con cualesquiera de N segundas líneas de fibra. Sin embargo, se apreciará que diferentes aspectos de la invención tienen una aplicación más amplia. El sistema de control de la presente invención de preferencia emplea señales de control ópticas para proporcionar retroalimentación para el control de dirección alineamiento de servo de ciclo cerrado. En este aspecto, el sistema de control involucra subsistemas para la señalización óptica, para la dirección de señales, para determinar las manipulaciones de trayectoria óptica deseadas en respuesta a las señales de control detectadas, y para accionar las manipulaciones de trayectoria óptica deseadas. Las partes importantes de la presente invención se refieren a la utilización de dispositivos emisores de radiación de control asociados con una sola fibra para transmitir la información de identificación y alineamiento de objetivo, así como la configuración de la unidad de dirección y detección del haz. Sin embargo, se cree que estos aspectos de la invención, y las ventajas aunadas, serán mejor apreciadas al tener un completo entendimiento del medio ambiente del conmutador óptico y de los diferentes subsistemas involucrados en el control de dirección y alineamiento. De conformidad con lo anterior, la siguiente descripción incluye: 1) una discusión general del medio ambiente del conmutador óptico de la presente invención; ' 2) una discusión de diferentes implementaciones de señalización óptica; 3) una discusión de diferentes implementaciones de detección de señales ópticas; y 4) una descripción de las modalidades prácticas que incorporan implementaciones específicas de señalización y detección de conformidad con la presente invención.

El Conmutador Óptico Haciendo referencia a las figuras, las Figuras 1A- 1C son diagramas esquemáticos que muestran ejemplos de posibles configuraciones de los conmutadores ópticos NxN en relación con los cuales se puede implementar el sistema de control de la presente invención. Cada una de las modalidades ilustradas describe un conmutador 16 x 16, aunque las modalidades prácticas pueden incluir menos o sustancialmente más, por ejemplo 256 x 256 posibles conexiones de línea. La Figura ÍA muestra una configuración de chasis opuesta para un conmutador 10. El conmutador 10 permite la conexión selectiva entre cualquiera de las primeras líneas laterales 12 y cualquiera de las segundas líneas laterales 14. Estas conexiones permiten la comunicación bidireccional de información (por ejemplo, voz, vídeo, datos) entre las líneas conectadas 12 y 14. Cada una de las líneas incluye en general una fibra óptica para transmitir ópticamente la información como impulsos de luz u otra radiación electromagnética. Por consiguiente, se apreciará que el conmutador 10 puede ser parte de una red de comunicación. Las características adicionales del conmutador 10 se pueden entender haciendo referencia al diagrama esquemático de la Figura ÍA. En este aspecto, el conmutador ilustrado 10 incluye primer chasis óptico 16 y segundo chasis óptico 18 separados por un área de transmisión 20. Cada chasis incluye las ventanas 22 asociadas con las líneas 12 ó 14, de tal manera que las señales ópticas se pueden transmitir a través del área de transmisión 20 para efectuar una "conexión" , y permitir la comunicación de señales ópticas, como entre cualquiera de las líneas 12 y cualquiera de las líneas 14. Aunque los chasises 16 y 18 se ilustran en una relación opuesta, se apreciará que se pueden utilizar otras configuraciones físicas, tales como se observan más adelante, y las trayectorias ópticas plegadas asociadas (por ejemplo, utilizando lentes y espejos) . De una manera similar, inclusive en el caso de una configuración de chasises opuestos, se pueden utilizar las trayectorias ópticas plegadas para reducir las dimensiones del conmutador 10 para una longitud de trayectoria óptica dada a través del área de transmisión. La Figura IB muestra una configuración alternativa lado a lado para un conmutador 10'. Nuevamente, el conmutador 10' permite la conexión selectiva entre cualquiera de las primeras líneas laterales 12' y cualquiera de las segundas líneas laterales 14'. Estas conexiones se efectúan por medio de una trayectoria óptica plegada, generalmente indicada por la línea en fantasma 15, utilizando un espejo 17. En este aspecto, se apreciará que el "primer lado" y el "segundo lado" del conmutador 10' se definen en relación con una trayectoria de transmisión de señales, y no necesariamente son lados espacialmente opuestos. La configuración plegada ilustrada se puede utilizar, por ejemplo, para reducir la profundidad D del conmutador 10'. La Figura 1C muestra una configuración intercalada alternativa adicional para un conmutador 10" . El conmutador incluye un solo chasis 16" y un espejo 17' . Adentro del chasis 16" , las primera y segunda líneas laterales están intercaladas en las filas de una configuración de matriz. En la ilustración, por ejemplo, las primeras líneas laterales pueden estar asociadas con las ventanas sombreadas 19, y las segundas líneas laterales pueden estar asociadas con las ventanas no sombreadas 21. Esta configuración se puede emplear para reducir tanto la profundidad D, como el ancho , del conmutador 10" . Aunque solamente se han mostrado y descrito tres configuraciones, se apreciará que son posibles otras configuraciones . - El sistema de control de la presente invención permite la selección y dirección de las trayectorias ópticas a través de un conmutador, tal como los conmutadores 10, 10', y 10", así como el alineamiento de las líneas que se vayan a conectar. Se apreciará que el proceso para hacer una conexión entre una seleccionada de las primeras líneas laterales, y una seleccionada de las segundas líneas laterales, requiere que los elementos de transmisión/recepción óptica asociados sean dirigidos y alineados unos con otros. Los requerimientos típicos del sistema especifican que las pérdidas ópticas a través del conmutador deben ser mínimas. En consecuencia, es de una importancia significativa la dirección y el alineamiento exactos. Más aún, la velocidad de la operación del conmutador es una consideración importante, y por consiguiente, es altamente deseable una rápida dirección y alineamiento. En adición, la construcción compacta es una consideración importante. El sistema de control de la presente invención como se estipula más adelante, resuelve estas preocupaciones.

Señalización Óptica En particular, el sistema de control de la presente invención emplea un número de emisores de radiación, tales como los diodos emisores de radiación (REDs) , asociados con cada una de las primeras y segundas líneas laterales. Estos diodos emisores de radiación, que pueden emitir radiación infrarroja, se utilizan de una manera coordinada para rápidamente 1) identificar las líneas dirigidas (primer lado y segundo lado) , y 2) proporcionar una retroalimentación de ciclo cerrado para el control de dirección/alineamiento de servo. En este contexto, la dirección se refiere a la señalización para identificar las líneas que se van a conectar, y manipular los elementos de control apropiados (como se describirá más adelante) , para configurar una trayectoria óptica entre las líneas, con el fin de efectuar una conexión. El alineamiento se refiere a la afinación de la conexión para una transmisión de señales de comunicación optimizada. La descripción inmediatamente siguiente estipula un número de implementaciones para dirigir y alinear la señalización. Estas generalmente involucran: 1) utilizar los mismos diodos emisores de radiación para dirigir y alinear la señalización; 2) utilizar los diodos emisores de radiación dedicados para dirigir, y diodos emisores de radiación dedicados separados para alinear; 3) conducir la señalización de dirección y la señalización de alineamiento a intervalos separados, traslapados, o al mismo tiempo; y 4) implementar la señalización en un formato impulsado o digital, o por medio de modulación de señales (es decir, modulación de frecuencia) . Se apreciará que son posibles otras implementaciones de conformidad con la presente invención. La Figura 2 representa en general una vista frontal o de extremo a través de uno de los chasises ilustrados, por ejemplo el chasis 16 (Figura ÍA) . Es decir, el punto de ventaja de la Figura 2 está generalmente alineado con las trayectorias ópticas entre el chasis. Cada una de las líneas de fibra en el chasis 16 está asociada con un extremo de fibra 24, y normalmente, un lente para enfocar la radiación que entra/que sale de la línea asociada. Para los presentes propósitos, las filas y columnas ilustradas de los extremos de fibra 24 se pueden pensar como espacialmente correspondientes a las filas y columnas de las líneas 12. En la modalidad de la Figura 2, cada extremo de fibra 24 está rodeado por cuatro diodos emisores de radiación 26. Las dimensiones de los extremos de fibra 24 pueden variar de conmutador a conmutador, o entre las fibras individuales de un conmutador. En la Figura 2, los extremos de fibra 24 están significativamente amplificados, debido a que pueden aparecer a través de lentes para enfocar las señales sobre los extremos de fibra 24, y enfocar las señales transmitidas por los extremos de fibra 24. Se apreciará que los extremos de fibra 24 y los diodos emisores de radiación se pueden localizar en diferentes posiciones (por ejemplo, profundidades en relación con el punto de ventaja de la Figura 2) a lo largo de su trayectoria óptica común, siempre que los diodos emisores de radiación tengan una relación espacial conocida con el extremo de fibra 24 asociado en relación con la trayectoria óptica. Como se entenderá a partir de la siguiente descripción, cada una de las líneas 12 y 14 también incluye un sensor o sensores de radiación para recibir la radiación desde los diodos emisores de radiación. Al comparar las señales recibidas en una línea de dirección 12 ó 14 desde los diodos emisores de radiación de una línea dirigida 14 ó 12, por ejemplo, las localizaciones de incidencia sobre un sensor de las señales desde los diferentes diodos emisores de radiación, se puede derivar información de retroalimentación para alinear mejor la trayectoria de transmisión óptica en relación con las líneas dirigidas/de dirección 12 y 14. En este aspecto, las líneas dirigida y de dirección 12 y 14 se pueden ajustar de una manera cooperativa y simultánea para una transmisión óptima. En una implementación correspondiente a la configuración de cuatro diodos emisores de radiación por línea de fibra ilustrada, el sistema de control de la presente invención utiliza impulsos controlados de los diodos emisores de radiación, tanto para la selección/identificación de objetivo, como para el control de dirección/alineamiento de servo. La Figura 3 ilustra una secuencia de impulsos apropiada para los cuatro diodos emisores de radiación asociados con una línea dirigida. Los perfiles de impulso mostrados corresponden a un ciclo de encendido/apagado de los diodos emisores de radiación a través del tiempo, para proporcionar efectivamente la señalización digital. Como se muestra en esta implementación, los cuatro diodos emisores de radiación se impulsan primero simultáneamente (es decir, durante un primer período de tiempo) para identificar el blanco, es decir, el extremo de fibra, y/o el lente de enfoque con el que están asociados los diodos emisores de radiación. En este aspecto, la secuencia de impulsos inicial puede transmitir un código de identificación de blanco. Por consiguiente, los cuatro diodos emisores de radiación se impulsan en secuencia para el control de alineamiento de servo que identifica la localización de la fibra asociada. La codificación puede ser, por ejemplo, un simple código binario, un código Manchester, o cualquier otro código suficiente para proporcionar la información de identificación del blanco. De esta manera, se efectúa el control tanto de identificación como de alineamiento del blanco rápidamente utilizando las señales desde los cuatro diodos emisores de radiación. Se observa que los esquemas de identificación de blanco anteriores han requerido de una larga serie de señales de identificación de columnas y filas que involucran impulsos coordinados en secuencia del conjunto NxN. La Figura 4 ilustra una secuencia de impulsos alternativa en donde los impulsos de control de servo se modulan para transmitir la información de identificación del blanco. Es decir, los cuatro diodos emisores de radiación se operan en períodos de tiempo en secuencia para propósitos de alineamiento. Dentro del período de tiempo en que se opera un diodo emisor de radiación particular, se impulsa para transmitir un código de identificación de blanco. De esta manera, las funciones de dirección y control de servo se combinan para una operación posiblemente más rápida. La Figura 5 muestra una configuración alternativa de fibra/diodo emisor de radiación para utilizarse en el control de identificación y alineamiento del blanco. En la modalidad ilustrada, se proporciona un quinto diodo emisor de radiación 28 para cada extremo de fibra 30, para una identificación de blanco separada de los cuatro diodos emisores de radiación de control de alineamiento 32. Se apreciará que los extremos de fibra 30 ilustrados, los diodos emisores de radiación de control de alineamiento de servo 32, y el diodo emisor de radiación de identificación de blanco 28 se pueden localizar en diferentes posiciones (por ejemplo, las profundidades en relación con el punto de ventaja de la Figura 5) , a lo largo de su trayectoria óptica común. En adición, las dimensiones de los extremos de fibra 30 pueden variar de conmutador a conmutador, o como entre las fibras de un conmutador. Los diodos emisores de radiación de control de alineamiento 32, y el diodo emisor de radiación de identificación de blanco se disponen en una relación espacial conocida, pero diferente, con el extremo de fibra correspondiente 30 en relación con la trayectoria óptica asociada, permitiendo de esta manera una detección separada de las señales de identificación y alineamiento del blanco. Esta modalidad está además asociada con las configuraciones de sensor alternativas, como se describen más adelante. La Figura 6 muestra una configuración alternativa adicional de fibra/diodo emisor de radiación que involucra un quinto diodo emisor de radiación 28' para una identificación separada del blanco. En la modalidad de la Figura 6, los cuatro diodos emisores de radiación de control de alineamiento de servo (por fibra) 32', así como los diodos emisores de radiación de identificación de objetivo 28', están espacialmente desfasados de los extremos de fibra 30' en relación con las trayectorias ópticas asociadas con los extremos de fibra 30'. Por consiguiente, se apreciará que no se requiere ninguna configuración particular de los diodos emisores de radiación de alineamiento 32' en relación con los extremos de fibra 30' o los diodos emisores de radiación de identificación de blanco 28', en el entendido de que se conozca la relación espacial entre los diodos emisores de radiación 32' y los extremos de fibra 30' en relación con la trayectoria óptica. La Figura 7 muestra una secuencia de impulsos para la identificación del blanco y el control de alineamiento- de servo, utilizando una configuración de cinco diodos emisores de radiación/extremo de fibra, tal como se ilustra en las Figuras 5 y 6. Los diodos emisores de radiación designados como #1, #2, #3, y #4 en la Figura 7, corresponden en general a los diodos emisores de radiación de alineamiento de servo 32 ó 32' de las Figuras 5 ó 6, y el diodo emisor de radiación designado como #5 generalmente corresponde a los diodos emisores de radiación de identificación de blanco 28 ó 28'. Como se muestra, la secuencia de impulsos es iniciada por un código de identificación de blanco impulsado por el diodo emisor de radiación #5. Posteriormente, se impulsan en secuencia los diodos emisores de radiación #l-#4 para el control de alineamiento. La Figura 8 muestra una secuencia de impulsos alternativa para una configuración de cinco diodos emisores de radiación/extremo de fibra, en donde el código de identificación de blanco impulsado y los impulsos de control de dirección de servo se transmiten en una relación simultánea o temporalmente traslapada. Se apreciará que el código de identificación de blanco impulsado se puede distinguir fácilmente de los impulsos de control de alineamiento de servo en secuencia, debido a que estos conjuntos de impulso se pueden detectar por separado como se describe más adelante. La Figura 9 muestra una implementación de señalización alternativa para una configuración de cinco diodos emisores de radiación/extremo de fibra, en donde los impulsos desde los cinco diodos emisores de radiación se transmiten en una relación simultánea o temporalmente traslapada. En esta implementación, los impulsos de los diferentes diodos emisores de radiación #l-#5 se pueden distinguir mediante el sensor o los sensores, debido a que se modulan a diferentes frecuencias. Por ejemplo, las diferentes señales se pueden resolver a través de un análisis de señales apropiado, o mediante la utilización de filtros de paso de banda o similares, para separar una señal compuesta resultante en sus componentes relacionados con la frecuencia constituyentes. Basándose en los ejemplos anteriores, se entenderá que son posibles muchas implementaciones de señalización con respecto al número de diodos emisores de radiación, a la configuración de los diodos emisores de radiación, al uso de diodos emisores de radiación comunes o dedicados para la identificación y el alineamiento del blanco, a la relación temporal entre las señales de identificación y alineamiento del blanco transmitidas, y a la manera de codificar la información en las señales.

Detección de Señales A partir de la discusión anterior, se apreciará que las señales de control (es decir, las señales de identificación y alineamiento del blanco) , y las señales de comunicación (las señales llevadas por las líneas de fibra) , se transmiten en general a lo largo de una trayectoria común dentro de la interfase de conmutación, o a lo largo de trayectorias que tengan una relación espacial conocida unas con otras. En realidad, la relación entre la trayectoria de la señal de control y la trayectoria de la señal de comunicación es una parte integral del sistema de control de servo de ciclo cerrado deseado. Una parte importante de un sistema de control preferido de la presente invención se refiere a la separación de las señales de control y las señales de comunicación. En particular, es deseable que las señales de control y las señales de comunicación recorran a lo largo de trayectorias estrechamente relacionadas, por ejemplo, que involucren los mismos espejos, lentes, y otra óptica, eliminando de esta manera las fuentes de error de control debido a las diferencias en la trayectoria óptica. Sin embargo, se ha encontrado que también es útil separar las señales de control de esta trayectoria óptica común para la detección, con el fin de mejorar las opciones y el desempeño del diseño del detector. Esta separación se puede implementar mediante una unidad detectora que incluye un sensor fuera de trayectoria. Una modalidad de esta unidad 40 se ilustra esquemáticamente en la Figura 10. La unidad 40 incluye un lente 42 para enfocar la radiación que entre/que sale de una línea de fibra 44 en la interfase de conmutación. En la modalidad ilustrada, se dispone un separador de señales 46 entre el lente 42 y la línea de fibra 44, para separar las señales incidentes, sobre una base dependiente de la longitud de onda, entre una primera trayectoria de comunicación, generalmente indicada por la flecha 43, desde el lente 42 hasta la línea 44 por medio del separador 46, y una segunda trayectoria de detección, generalmente indicada por la flecha 45, desde el lente 42 hasta un ensamble sensor 48 por medio del separador 46. Se pueden utilizar bandas de diferente longitud de onda para las señales de dirección y las señales de comunicación, de tal manera que el separador 46 seleccione entre las primera y segunda trayectorias basándose en la longitud de onda. Por ejemplo, cuando se transmiten señales de comunicación como radiación infrarroja que tenga una longitud de onda de cuando menos 1,310 nanómetros (?<1310 nm) , los diodos emisores de radiación pueden ser diodos emisores de radiación casi infrarroja (?<1310 nm) , o diodos emisores de luz (para emitir radiación en el espectro visible) . En este aspecto, las señales de comunicaciones pueden tener longitudes de onda de 1310 y/o 1550 nanómetros, y los diodos emisores de radiación pueden tener longitudes de onda de 880 y/o 950 nanómetros. En este aspecto, el separador de señales 46 puede ser, por ejemplo, de diferentes tipos de divisores de haces dicroicos, tales como el cubo divisor de haces, un filtro recubierto, o un filtro basado en película. El separador ilustrado 46, como se muestra mejor en la Figura 11, es un cubo divisor de haces formado a partir de dos elementos prismáticos 50 y 52. Cuando menos una de las caras en la interfase entre los elementos 50 y 52 se puede recubrir, de tal manera que el divisor tenga una respuesta de filtración/reflejo, como se ilustra en general en la Figura 12. Se apreciará que se pueden seleccionar las longitudes de onda de la señal de control para esta modalidad, para quedar en el rango de longitud de onda menor de aproximadamente 1,000 nanómetros, mientras que las señales de comunicación estarán en el rango de longitud de onda arriba de aproximadamente 1,200 nanómetros. Las Figuras 13 a 17 muestran un número de posibles configuraciones para las superficies sensibles a la radiación del ensamble sensor 48. Las superficies sensibles a la radiación o sensoras se pueden formar a partir de cualquiera de diferentes materiales sensibles al casi infrarrojo, para proporcionar una señal eléctrica en proporción a una señal de radiación incidente. Las señales eléctricas se pueden leer a partir de la superficie sensora mediante la utilización de electrodos, como es bien conocido. Las divisiones en las superficies sensoras, como se discuten más adelante, se forman mediante porciones eléctricamente aislantes de las superficies sensoras, de tal manera que se puedan detectar por separado las señales desde las diferentes áreas divididas. De una manera alternativa, se pueden emplear detectores basados en CCD, o cualesquiera otros sistemas sensores, apropiados. Se prefiere utilizar un detector basado en silicio, debido a que éstos generalmente son sensibles debajo de 1,100 nanómetros, y no son sensibles arriba de 1,200 nanómetros, de modo que la radiación parásita desde la señal de comunicación no tendrá una influencia sustancial sobre él . La Figura 13 muestra una configuración que emplea una sola superficie sensora continua 54 para utilizarse en relación con una modalidad de cuatro diodos emisores de radiación/fibra, como se describió anteriormente. Las imágenes 56 de los cuatro diodos emisores de radiación caen sobre una orilla de la superficie sensora 54, cuando la línea de fibra asociada está apropiadamente alineada, de tal manera que las señales de una fuerza sustancialmente igual son recibidas desde cada uno de los diodos emisores de radiación. Por ejemplo, haciendo referencia a las Figuras 2, 10, y 13 , en donde los diodos emisores de radiación están configurados alrededor del extremo de fibra en relación con la trayectoria óptica asociada, como se muestra en la Figura 2, la localización de la superficie sensora 54 en relación con la trayectoria 45 corresponde en general a la localización de la fibra 44 en relación con la trayectoria 43. Más aún, la superficie detectora 54 se puede localizar de tal manera que las trayectorias 43 y 45 sean de una longitud sustancialmente igual. De esta manera, el lente 42 enfoca las señales de comunicación sustancialmente sobre el plano del extremo de fibra, y enfoca las señales de control sustancialmente en el plano de la superficie sensora. La superficie detectora 54 se lee para proporcionar señales de salida que indican las señales ópticas recibidas desde los cuatro diodos emisores de radiación. En este aspecto, las señales desde los diferentes diodos emisores de radiación se pueden distinguir debido a, por ejemplo, diferentes modulaciones de frecuencia. Entonces se pueden analizar las fuerzas relativas de las señales de salida mediante un procesador, para obtener la información de identificación y la información de alineamiento de blanco codificadas. Más particularmente, la información codificada se utiliza para determinar la posición de la fibra que se va a dirigir, y la trayectoria óptica para la conexión se configura para formar la conexión óptica. Las señales desde los diodos emisores de radiación se analizan entonces para los propósitos del alineamiento. En este aspecto, si una señal desde un diodo emisor de radiación dado es muy fuerte en relación con su diodo emisor de radiación diametralmente opuesto (en relación con la superficie 54), el procesador sería capaz de determinar que se requiere una corrección de alineamiento en relación con un eje correspondiente. Esta corrección se puede relacionar con una corrección particular que se va a implementar, por ejemplo, doblando el extremo de una fibra utilizando un doblador piezoeléctrico para variar un ángulo de transmisión de señal, o moviendo un espejo dentro de la interfase de conmutación para volver a dirigir la trayectoria de transmisión de señal . La corrección requerida se determina basándose en el conocimiento de las posiciones del diodo emisor de radiación en relación con la trayectoria de transmisión de señales, así como la relación especial entre la superficie detectora 54 y el extremo de fibra asociado. Se apreciará que los cuatro diodos emisores de radiación (configurados en dos pares opuestos) permiten un control de dirección y alineamiento de servo bidimensional conveniente. Los diodos emisores de radiación se pueden configurar para proporcionar una retroalimentación de control directamente correlacionada, por ejemplo, con dos ejes de pivoteo de un espejo movible. El espejo se puede construir como una superficie de espejo montada en chip micro-maquinada, que se articula para pivotear alrededor de dos ejes ortogonales. Este movimiento pivotal se controla variando un campo electromagnético. De conformidad con lo anterior, se acciona el control de la superficie reflejante en respuesta a las señales eléctricas apropiadas, basándose en el análisis de las señales de salida desde el detector, para variar el campo electromagnético en la superficie reflejante, pivoteando de esta manera la superficie reflejante hasta la posición apropiada para efectuar la corrección de trayectoria requerida. Estos espejos movibles micro-maquinados están disponibles, por ejemplo, en Texas Instruments . En la Figura 14, se emplean cuatro áreas sensoras divididas en cuadrantes 58 para una mejor respuesta y proporción de la señal al ruido. En particular, las divisiones permiten detectar por separado las señales desde los diferentes emisores de radiación, con el fin de distinguir mejor entre estas señales, y las áreas detectoras más pequeñas proporcionan una mejor proporción de la señal al ruido. La Figura 15 incluye dos áreas sensoras divididas 60 por diodo emisor de radiación, para una respuesta mejorada adicional. En este aspecto, se apreciará que sustancialmente toda la sección transversal de cada una de las señales de control es incidente sobre la superficie sensora dividida para una mejor eficiencia óptica. En adición, las dos áreas sensoras por configuración de señal permiten una detección diferencial, es decir, comparando la porción de señal recibida por un área sensora interna con la porción de señal recibida por el área externa correspondiente para determinar una localización radial de incidencia de la señal. La configuración ilustrada implementa superficies sensoras de área más pequeña para una mejor proporción de la señal al ruido. Como se describió anteriormente, las señales de salida leídas desde las diferentes áreas sensoras 58, proporcionan una indicación de la localización de incidencia de las señales ópticas desde los diferentes diodos emisores de radiación. A su vez, estas localizaciones de incidencia proporcionan retroalimentación con respecto al estado de dirección/alineamiento de la trayectoria óptica asociada. Se pueden complementar correcciones de trayectoria apropiadas basándose en el análisis de las señales ópticas recibidas desde los diodos emisores de radiación. La Figura 16 corresponde a una modalidad de cinco diodos emisores de radiación, como se describió anteriormente, el ensamble detector 48 incluye una superficie sensora de cuadrante 62, para detectar las señales desde los cuatro diodos emisores de radiación de control de alineamiento de servo, y una superficie sensora separada 64 para detectar las señales desde el diodo emisor de radiación de identificación de blanco. La superficie sensora de cuadrante 62 proporciona la información de alineamiento como se discute en general anteriormente en relación con las Figuras 14-15. La superficie sensora 64 recibe una señal desde un diodo emisor de radiación de dirección dedicado que está desfasado en relación con los diodos emisores de radiación de alineamiento, tal como se muestra, por ejemplo, en la Figura 5. La superficie sensora de dirección 64 puede ser un poco más grande que la superficie sensora de alineamiento 62, para asistir en la búsqueda del blanco. En este aspecto, se apreciará que el ruido puede ser menos que una preocupación en relación con la dirección, y solamente se requiere una configuración de trayectoria óptica regular. De preferencia, la superficie sensora se dimensiona para facilitar la búsqueda de una señal de dirección desde un diodo emisor de radiación de dirección asociado con una fibra dada, sin detectar las señales desde los diodos emisores de radiación de dirección asociados con las fibras adyacentes. En adición, la superficie sensora 64 se puede diseñar para proporcionar una indicación con respecto a la localización de la incidencia de la señal del diodo emisor de radiación sobre la superficie sénsora 64. Por ejemplo, esta indicación se puede obtener comparando las señales de salida detectadas en diferentes electrodos de lectura. De esta manera, se puede obtener retroalimentación preliminar con respecto al alineamiento para facilitar el proceso de alineamiento, utilizando la salida desde la superficie sensora de alineamiento 62. En la Figura 17, el ensamble sensor de identificación 66 incluye múltiples áreas sensoras de dirección 68 para una mejor respuesta, así como el alineamiento del curso. Es decir, mediante la lectura por separado de las áreas sensoras, y basándose en el conocimiento de la relación espacial entre el diodo emisor de radiación de dirección y la fibra dirigida, se proporciona una indicación inicial del alineamiento. Por ejemplo, si la señal de dirección es recibida en porciones iguales por cada una de las áreas sensoras 68, esto puede indicar que las fibras que se van a conectar están en estrecho alineamiento, aunque la retroalimentación desde los diodos emisores de radiación de alineamiento y los sensores sería útil para proporcionar una información de alineamiento bidimensional más precisa. La superficie sensora de dirección dividida ilustrada también permite reducir el ruido del sensor de dirección. Más aún, se apreciará que, en el caso de sensores de dirección y alineamiento separados, tales como se muestran en las Figuras 16 y 17, se pueden emplear diferentes diseños y materiales de sensores para los sensores de alineamiento y de dirección, con el fin de reducir el costo y/o acomodar los diferentes requerimientos funcionales de los sensores respectivos. Estas opciones de diseño del sensor son facilitadas por el diseño del sistema de control que incluye una configuración de sensor fuera de trayectoria, y un ensamble de separador de señales, como se describe más adelante . Las Figuras 27A-27C muestran configuraciones de sensor alternativas adicionales. Un problema potencial en los sensores montados en chips se relaciona con las corrientes del sensor producidas por los fotones incidentes sobre el detector afuera de las áreas sensoras designadas. Las superficies sensoras se pueden definir depositando un material de diodo, tal como un material de P++, sobre las áreas seleccionadas del sustrato del chip. Sin embargo, generalmente se extenderá un área de agotamiento asociada hacia afuera desde la superficie sensora definida por el depósito del material de diodo. Los fotones absorbidos en el área de agotamiento pueden crear una corriente en el sensor. Como resultado, el sensor puede detectar los fotones afuera del área sensora deseada, creando de esta manera un elemento de error, y haciendo potencialmente que el sistema sea inoperativo.

La Figura 27A muestra una configuración de sensor para resolver este problema potencial. El sensor ilustrado 200 se fabrica sobre un chip 202. El sensor 200 incluye superficies sensoras de alineamiento de cuatro cuadrantes 204, tales como las descritas anteriormente, y superficies sensoras de dirección de cuatro cuadrantes 206. Como se muestra, las superficies sensoras de alineamiento 206 se forman adentro de dos de las superficies sensoras de dirección. Las conexiones con las superficies sensoras de alineamiento 206 para leer las señales de alineamiento se establecen mediante conductores 208 que terminan en los cojinetes 210. Los contactos eléctricos 212 se pueden soldar a los cojinetes 210. Las conexiones con las superficies sensoras de dirección 206 para leer las señales de dirección se establecen mediante las áreas de metalización 214, que proporcionan una superficie de enlace para los contactos eléctricos de lectura 216. Los contactos 218 se utilizan para interconectar las áreas de metalización asociadas con las áreas sensoras de dirección del cuadrante superior 206 de los lados izquierdo y derecho, respectivamente, para permitir un solo contacto de lectura para las dos áreas de metalización separadas asociadas con cada área sensora de dirección 206. Se proporcionan materiales aislantes apropiados entre las diferentes superficies sensoras y los elementos, conductores para el aislamiento eléctrico, según se desee.

La construcción ilustrada tiene ciertas ventajas de construcción/operativas. Es deseable reducir la necesidad del enmascaramiento metálico cerca de las superficies sensoras. Este enmascaramiento puede hacer un corto con las superficies sensoras, y también puede reflejar la luz de regreso hasta las superficies, dando como resultado mayor ruido. En la modalidad ilustrada, no se requiere este enmascaramiento adyacente a las superficies sensoras de alineamiento 204. Los fotones incidentes en el área angosta entre las superficies de alineamiento 204 y las superficies de dirección 206, se recolectará mediante la superficie sensora más cercana 204 ó 206. De conformidad con lo anterior, las áreas efectivas de las superficies 204 y 206 se extienden hasta la línea media del área angosta entre ellas, y las superficies se pueden dimensionar de conformidad con lo mismo. Las áreas de metalización grandes 214 todavía se pueden utilizar para cubrir mucho del chip 202, y proporcionar cojinetes de enlace fácilmente accesibles, sin requerir de un gran enmascaramiento metálico adyacente a las superficies de alineamiento 204. Otra solución para el problema de los fotones migrantes adyacentes a las superficies sensoras, se ilustra en la Figura 27B. En este caso, se forma un anillo de guarda 232 alrededor de las superficies sensoras de alineamiento 222 y las superficies sensoras de dirección 224. Las diferentes superficies sensoras 222 y 224 se conectan con los cojinetes de enlace metálico 226 mediante los conductores 228. Se dispone el aislamiento 230 entre las áreas de difusión 232 del chip 234 y los conductores 228 para el aislamiento. De una manera similar, se puede hacer un patrón de material aislante, tal como Si02, para aislar el anillo de guarda 232 de los conductores 228 según sea necesario. El anillo de guarda 232 se utiliza para recolectar la corriente debida a los fotones incidentes fuera de las superficies sensoras 222 y 224. Las áreas efectivas de cada una de las superficies 222 y 224 se extenderá hasta la línea media del área entre ella misma y una superficie sensora adyacente o anillo de guarda. El cojinete 235 proporciona conexiones eléctricas con el anillo de guarda 232. La Figura 27C muestra una combinación de los diseños de las Figuras 27A y 27B. En particular, los cuadrantes superiores de las áreas sensoras de dirección 238 se configuran para rodear a las áreas sensoras de alineamiento 236. En adición, se proporciona un anillo de guarda 240 alrededor de las superficies sensoras 238. Se proporciona metalización 242 para establecer las superficies de enlace para las superficies sensoras 236 y 238. El cojinete 244 proporciona una conexión eléctrica con el anillo de guarda. Para propósitos de claridad, se han omitido de la figura las diferentes capas aislantes para el aislamiento eléctrico. La construcción ilustrada permite de esta manera una detección precisa del alineamiento y la dirección con ruido de difusión reducido.

Sistema de Control del Conmutador La Figura 18 es un diagrama esquemático que muestra una porción de un conmutador NxN que emplea una configuración de sensor fuera de trayectoria con un ensamble separador de señales. En el conmutador ilustrado, cada unidad 70 incluye una fibra 72, un lente 74, un separador de señales 76 que puede ser un cubo divisor de haces como se describió anteriormente, una unidad sensora 78, diodos emisores de radiación de alineamiento de servo 80, y un diodo emisor de radiación de identificación de blanco separado 82. En la Figura 18 no se muestran los componentes para computar y accionar las manipulaciones de trayectoria óptica requeridas para la dirección y el alineamiento. Estos componentes se describirán más adelante. La Figura 18 ilustra un número de características preferidas del sistema de control de la invención. Primero, se observa que se proporcionan los diferentes elementos de control en relación con cada una de las unidades 70, sobre cualquier lado de la interfase de conmutación 84. Por consiguiente, se apreciará que la dirección y el alineamiento entre dos fibras 72 es un proceso cooperativo que involucra los componentes de control asociados con cada fibra 72. Más aún, de esta manera se pueden acomodar múltiples conexiones simultáneas. En adición, los diodos emisores de radiación 80 y 82 se pueden localizar lejos de las fibras 72, como se muestra en la Figura 18, por ejemplo, en un plano de un lente 74 u otro elemento óptico. La Figura 19 es un diagrama esquemático parcial que muestra los componentes asociados con una sola fibra de un conmutador óptico. Los componentes incluyen en general un ensamble de fibra 86, un separador de señales 88, una unidad sensora 90, un ensamble de lente 92, el espejo estacionario 94, el diodo emisor de radiación de dirección 96, el ensamble de espejo movible 98 con los diodos emisores de radiación de alineamiento montados 100, la ventana 102, y un procesador 104. Cada uno de estos componentes se describe a su vez más adelante. En ensamble de fibra 86 incluye una fibra óptica convencional 106 para utilizarse en la transmisión de señales de comunicación ópticas, una abrazadera 108, y un cable de fibra 110 que incluye los miembros de fuerza 112 formados a partir de Kevlar u otro material adecuado. Los miembros de fuerza 112, que imparten al fuerza al cable 110, y permiten que el cable 110 se flexione sin dañar la fibra 106, se envuelven en general alrededor de la fibra 106, establecen un adhesivo, y quedan encerrados adentro de la camisa del cable. El cable resultante 110 es normalmente de un diámetro de aproximadamente 2 a 3 milímetros. La abrazadera 108, que se puede formar de vidrio, cerámica, u otros materiales, contiene la fibra desnuda 106 adyacente al separador de señales 88. En este aspecto, la fibra/abrazadera se puede adherir al separador de señales 88 utilizando un adhesivo que tenga un índice de refracción que concuerde con aquéllos de la fibra 106 y el separador 88, para minimizar la reflexión en la interfase. La fibra 106 y la abrazadera 108 de preferencia se pulen juntas. El separador 88 separa las señales de control de las señales de comunicación, de tal manera que las señales de control son recibidas por la unidad sensora 90, y las señales de comunicación son recibidas por la fibra 106. Esta separación se puede lograr utilizando un divisor de haces, un filtro recubierto, un filtro basado en película, u otro mecanismo para distinguir entre, y separar, las señales respectivas, basándose en una característica óptica de las señales, tal como la longitud de onda. El separador ilustrado 88 es un divisor de hace dicroico, formado a partir de dos bloques prismáticos 114 y 116, que tienen una respuesta dependiente de la longitud de onda, como se discutió anteriormente. De esta manera, las señales de comunicación, que pueden tener una longitud de onda de 1310 nanómetros o de 1550 nanómetros, se transmiten a la fibra 106, y las señales de control, que pueden tener una longitud de onda de 880 nanómetros o de 950 nanómetros, se reflejan a la unidad sensora 90. Esta respuesta se logra mediante la aplicación de un recubrimiento apropiado sobre una superficie de cuando menos uno de los bloques 114 ó 116 en la interfase del bloque, para definir efectivamente un filtro de paso de banda óptica para pasar las señales de comunicación y reflejar las señales de control . Es deseable localizar la unidad sensora 90 de tal manera que la longitud de la trayectoria óptica desde el ensamble de lente 92 hasta la unidad sensora90 sea aproximadamente igual que la longitud de la trayectoria óptica desde el ensamble de lente 92 hasta la fibra 106. De esta manera, el ensamble de lente 92 puede enfocar las señales de comunicación sobre la fibra 106 como se desee, y enfocar las señales de control sobre el plano de la superficie sensora de la unidad sensora 90 para una mejor detección. Sin embargo, en general será impráctico enlazar la unidad sensora 90 al separador 88, de tal manera que la superficie sensora quede estrechamente adyacente a la superficie inferior del bloque inferior 116. De conformidad con lo anterior, el bloque inferior 116 del separador 88 puede ser un poco más pequeño que el bloque superior 114, de tal manera que se pueda colocar apropiadamente la unidad sensora 90. A partir de la discusión anterior, se apreciará que la colocación y el alineamiento apropiados del ensamble de lente 92, el separador 88, la unidad sensora 90, y el ensamble de fibra 96, es un asunto de alguna importancia. Estos componentes se pueden ensamblar de la siguiente manera, para asegurar la colocación y el alineamiento apropiados. Primero, la fibra 106 y la abrazadera 108 se adhieren al bloque superior 114 utilizando un adhesivo de índice acoplado. La unidad sensora 90 se coloca entonces en su posición en relación con la unidad enlazada formada por la fibra 106 y el bloque 114. Luego se coloca el bloque inferior 116 en su posición contra el bloque superior 114 sobre la unidad sensora 90. La unidad sensora 90 se puede mover entonces en tres dimensiones, hasta que se sobreponga la superficie sensora sobre el extremo de la fibra 106, como se ve a simple vista desde la perspectiva correspondiente a la localización del ensamble de lente 92, y los diferentes componentes se adhieren en su lugar para mantener el alineamiento. Entonces se coloca el ensamble de lente 92 utilizando un montaje ajustable, de tal manera que las señales se enfoquen sobre la fibra 106 y la superficie detectora . La unidad sensora 90 incluye un chip sensor 118 montado sobre un tablero de circuito impreso 120. Las superficies sensoras se fabrican sobre el chip 118. Se puede localizar el circuito asociado sobre el chip 118, o sobre chips separados montados sobre el tablero 120. Las Figuras 23 y 24 muestran una configuración de superficie sensora y el circuito relacionado. La superficie sensora ilustrada 122, que corresponde a la modalidad de cuadro diodos emisores de radiación para el alineamiento y/o la dirección, se divide mediante cuadrantes, e incluye las áreas sensoras interna y externa adentro de cada cuadrante, para un total de ocho áreas sensoras (designadas como 1 a 8 en la Figura 23) . Como se muestra, cada una de las áreas sensoras (1 a 8) está asociada con un cojinete de enlace 124 para la conexión eléctrica. Las áreas de división entre los cuadrantes se utilizan para pasar conductores eléctricos hasta las superficies internas (1 a 4) . La geometría del sistema de control se configura de tal manera que las señales desde uno de los diodos emisores de radiación son recibidas en cada uno de los cuadrantes. Con el objeto de obtener información con respecto a la localización radial de incidencia de las señales, el esquema de detección puede ser diferencial por cuadrantes, es decir, la salida desde el área 1 se puede comparar con aquélla desde la 5; la salida desde el área 2 se puede comparar con aquélla del área 6; el área 3 se puede comparar con el área 7; y el área 4 se puede comparar con el área 8. La Figura 24 muestra un circuito simple para procesar las salidas desde un par de cuadrantes; en este caso, área 1 y área 5. Las salidas desde el área 1 y desde el área 5 se proporcionan como entradas (designadas como 1 y 5) de un amplificador operativo 126. Por consiguiente, la salida (designada como 1-5) desde el amplificador 126 es proporcional a la diferencia entre las señales desde el área 1 y desde el área 5. Este valor de salida, a su vez, es proporcional a una localización radial de incidencia de una señal óptica en el cuadrante asociado. De una manera similar, se obtienen valores para los otros tres cuadrantes en relación con las localizaciones radiales de incidencia de señales en estos cuadrantes. Estos valores se proporcionan al procesador 104, el cual puede ser una computadora, la cual utiliza estos valores para calcular un ajuste apropiado del ensamble de espejo movible 98 (Figura 19) , para lograr el alineamiento deseado. Se apreciará que el ajuste requerido se puede calcular basándose en la localización conocida de incidencia de las señales y en la geometría del sistema, mediante la utilización de principios geométricos básicos. Haciendo nuevamente referencia a la Figura 19, el ensamble de lente 92 recibe las señales de entrada (por medio de la ventana 102, el ensamble de espejo 98, y el espejo 94), y enfoca las señales sobre la fibra 106. El ensamble de lente 92 también recibe las señales de salida desde la fibra 106, y transmite esas señales en un haz enfocado a través de la ventana 102 por medio del espejo 94 y el ensamble de espejo 98. El ensamble de lente 92 puede ser un doblete o triplete de lentes apropiado para proporcionar el funcionamiento óptico deseado. En este aspecto, solamente se requiere un funcionamiento sobre el eje debido a la geometría óptica del sistema. Se apreciará que la configuración óptica de la modalidad ilustrada permite la construcción de conmutadores muy grandes, por ejemplo 1000 x 1000 ó más grandes, debido a que la configuración óptica dirige las señales sobre el eje hacia el lente, a pesar de los grandes ángulos de transmisión (en relación con el eje del lente) adentro de la interfase de conmutación. El espejo 94 se proporciona primariamente para el doblez de la trayectoria óptica, y se puede utilizar cualquier espejo apropiado en este aspecto. El diodo emisor de radiación 96 se monta sobre un tablero de circuito 128 para proporcionar las señales de potencia apropiadas, con el fin de controlar el impulso del diodo emisor de radiación 96. También se monta un detector de radiación 130 sobre el tablero 128 dando hacia los diodos emisores de radiación 100 montados sobre el ensamble 98. Este detector 130 mide la cantidad de radiación emitida por los diodos emisores de radiación, para propósitos de calibración y mantenimiento. La Figura 19 muestra en general que la señal transmitida es recolectada por el ensamble de lente 92 para formar un haz para transmitirse a través de la interfase de conmutación.

Con el objeto de reducir las pérdidas ópticas, el haz transmitido de preferencia es un haz enfocado, opuestamente a, por ejemplo, un haz colimado (compuesto de sustancialmente rayos paralelos) . Esta óptica de enfoque se ilustra en las Figuras 30A-30B. Para facilidad de ilustración, se omiten la óptica de pliegue y los espejos movibles (u otros elementos de dirección del haz) . Como se muestra en la Figura 30A, se forman imágenes de las señales desde el primer extremo 400 de la primera fibra óptica 402 mediante la primera óptica de enfoque 404 sustancialmente sobre una superficie de la segunda óptica de enfoque 406, definiendo de esta manera un primer haz enfocado 405. La segunda óptica de enfoque 406 recibe el primer haz enfocado 405, y distribuye la señal a través del extremo 408 de la segunda fibra óptica 410. De una manera similar, como se muestra en la Figura 30B, se forman imágenes de las señales desde el segundo extremo de fibra 408 mediante la segunda óptica de enfoque sustancialmente sobre una superficie de la primera óptica de enfoque 404, definiendo de esta manera un segundo haz enfocado 407. La primera óptica de enfoque recibe al segundo haz enfocado 407, y distribuye la señal a través del extremo 400 de la primera fibra 402. Este enfoque asegura que se minimicen las pérdidas ópticas, y que se mejore la eficiencia óptica. En general, este enfoque es una función de la colocación de la óptica 404 y 406 en relación con los extremos de fibra 400 y 408 (como se definen por las distancias u y v) , la abertura efectiva de las fibras 402 y 410, las aberturas efectivas de la óptica (D) , la abertura numérica (NA) de las fibras, y las longitudes focales (f) de la óptica. De una manera más particular, se puede optimizar la eficiencia óptica configurando la óptica para satisfacer las siguientes tres ecuaciones: D = 2 u tan (sen-1 (NA)) +d 1/f = 1/v + 1/u d/u = D/v NA se define como el seno del ángulo emisor a de la fibra. Se asume una aproximación de lente delgado, y también se asume que D>>d. Para los propósitos de estas ecuaciones, en el caso de que el haz sea un haz Gaussiano, se determinan los valores efectivos de d, D, y NA sobre una base de l/e2. Regresando a la Figura 19, el ensamble de espejo movible 98 incluye la superficie de espejo movible 132 con los elementos de control relacionados y los diodos emisores de radiación 100 montados sobre un alojamiento 134. El ensamble 98 se utiliza para accionar los ajustes tanto de dirección como de alineamiento. La superficie de espejo 132 se mueve en respuesta a los comandos desde el procesador 104, para permitir el ajuste de la trayectoria óptica de las señales de comunicación y de control recibidas a través de la ventana 102 en dos dimensiones en relación con la fibra 106 y la unidad sensora 90. En este aspecto, se puede emplear cualquier unidad de espejo movible con una posibilidad de ajuste bidimensional apropiado, velocidad de respuesta, e 'interfases de entrada de comandos. El ensamble ilustrado emplea un espejo microelectromecánico (MEM) montado en chip, tal como el fabricado por Texas Instruments. La Figura 25 muestra un ensamble de espejo movible montado en chip 98. Como se muestra, el ensamble 98 incluye una superficie de espejo 132, y los diodos emisores de radiación de alineamiento 100 montados sobre un chip 150. La superficie de espejo 132 se soporta sobre un mecanismo de suspensión que proporciona dos grados de libertad. En particular, dos articulaciones flexibles axialmente alineadas 152 permiten que el espejo pivotee alrededor de un primer eje 154. Las articulaciones 152 y el eje 154, a su vez, se soportan dentro de un plano definido por el marco rígido 156. El marco 156 se interconecta con el chip 150 por medio de dos articulaciones flexibles alineadas 158, que permiten que la superficie del espejo pivotee alrededor de un segundo eje 160. Este mecanismo de suspensión, que se puede fabricar en una sola parte a partir de silicio, proporciona de esta manera dos grados de libertad para la dirección y el alineamiento. En este aspecto, la superficie de espejo 132 y/o el marco 156 se diseñan para responder a los cambios en un campo electromagnético, como para pivotear de una manera conocida, basándose en los cambios del campo locales. Estos cambios de campo se controlan proporcionando señales apropiadas, por ejemplo corrientes, a los elementos electromagnéticos montados en chip adyacentes a la superficie de espejo 132 y al marco 156. Se apreciará que, en lugar de proporcionar un espejo que proporcione dos dimensiones de control de dirección del haz, se podrían utilizar dos o más espejos movibles, por ejemplo dos espejos que cada uno proporcione una dimensión de control de dirección del haz. Sin embargo, la modalidad de espejo movible ilustrada puede ser la preferida para ciertas aplicaciones, debido a que permite tener espejos más pequeños. Es decir, en el caso de dos espejos movibles, el haz se movería alrededor -de la superficie de cuando menos uno de los espejos movibles, debido al movimiento del otro espejo, requiriendo de esta manera de un espejo más grande para una pérdida de señal mínima . Haciendo referencia a la Figura 19, los diodos emisores de radiación 100 se montan sobre el alojamiento 134 en una relación conocida con la fibra 106 en relación con la trayectoria óptica, generalmente indicada en 136. En la modalidad ilustrada, los diodos emisores de radiación 100 y el diodo emisor de radiación 96 son diodos emisores de casi infrarrojo, por ejemplo, que emiten radiación que tiene una longitud de onda de 880 nanómetros o de 950 nanómetros. De preferencia, los diodos emisores de radiación 96 y 100 asociados con una fibra particular, operan de manera independiente en relación con los diodos emisores de radiación de otras fibras en el conmutador, y no dependen de un reloj común del sistema. La ventana 102, que de preferencia es sustancialmente transparente a las señales de comunicación y de control, se proporciona para mantener la unidad limpia. En este aspecto, el espacio adentro del alojamiento del chasis se puede llenar con aire seco y limpio o con nitrógeno seco. La Figura 26 es un diagrama de flujo que ilustra el proceso de control de dirección y alineamiento de servo de ciclo cerrado. El proceso involucra recibir (162) un comando desde un controlador de red, que indique que se va a conectar una primera línea de fibra lateral dada a una segunda línea de fibra lateral dada. Se apreciará que estos comandos pueden ser recibidos sobre una base relativamente infrecuente, en comparación con las señales de control de alineamiento que se transmiten continuamente. Cuando se indica un nuevo blanco (163), basándose en los comandos de conmutación, se operan los espejos movibles para efectuar un salto de ciclo abierto (165) hacia el nuevo blanco. Los diodos emisores de radiación de alineamiento y dirección de las fibras que se van a alinear, continúan entonces la operación como se describió anteriormente, para transmitir (164) las señales de dirección y alineamiento. Las señales transmitidas por cada una de las fibras objeto, son recibidas (166) por los sensores de la otra fibra objeto. Basándose en las señales de salida desde los sensores, un procesador determina (168) la información con respecto a un código blanco, y las localizaciones de incidencia de las señales. Por ejemplo, las señales de salida pueden indicar que las fibras correctas están conectadas y están apropiadamente alineadas para la transmisión de señales de comunicaciones entre las mismas, o las señales de salida pueden indicar que la trayectoria óptica está alineada a la derecha o a la izquierda, o arriba o abajo, desde el extremo de fibra dirigido. Como se describió anteriormente, esta información se deriva fácilmente basándose en las relaciones espaciales conocidas entre los diodos emisores de radiación, los sensores, y el extremo de fibra. Basándose en esta información, el procesador determina (170) si se requiere una corrección de trayectoria para efectuar la conexión deseada o para el alineamiento apropiado. Si no se requiere corrección, entonces el proceso de alineamiento está completo, y la trayectoria óptica se mantiene (171) como está. Si se requiere corrección, el procesador calcula (172) una acción correctiva apropiada basándose en el conocimiento de la geometría del sistema.

Esta acción correctiva puede involucrar, por ejemplo, doblar un extremo de fibra utilizando un doblador piezoeléctrico, o moviendo un espejo movible. La acción correctiva se implementa (174) transmitiendo señales apropiadas a los accionadores asociados, y el sistema de control continúa monitoreando los comandos de conmutación para identificar procesos de conmutación adicionales. Se apreciará que este proceso de alineamiento se ejecuta sobre una base de sustancialmente tiempo real mediante los componentes asociados con ambas líneas de fibra objeto. Para una mejor precisión, este alineamiento se monitorea sobre una base repetida o continua, como se indica generalmente por el ciclo de retroalimentación (178) , para optimizar iterativamente el alineamiento. Este ciclo de retroalimentación se puede repetir, por ejemplo, aproximadamente 500 veces por segundo, y continúa a través de toda la operación del conmutador. Una vez que se ha hecho una conexión aceptable, se pueden transmitir efectivamente (176) las señales de comunicación entre las líneas objeto. Las Figuras 20-22 muestran una implementación de los componentes ilustrados en la Figura 19, en una modalidad de conmutador específica. Para mayor facilidad de referencia, los componentes correspondientes de la Figura 19 se identifican mediante los numerales correspondientes de las Figuras 20 a 22. Como se muestra en las Figuras 20 y 22, una unidad de control 138 para una fibra particular 106, o un par de estas unidades de control, se monta en una charola 140. Estas charolas 140 se pueden insertar en las aberturas 142 de un chasis 144. En la modalidad ilustrada, el chasis 144 soporta un espejo 146, de tal manera que las primeras fibras laterales y las segundas fibras laterales se configuran en una configuración intercalada o lado a lado. Se apreciará que esta construcción de charola y chasis permite remover las charolas individuales para reparación y mantenimiento según se requiera, sin afectar indebidamente la operación de la red. Las Figuras 29A-29C son diagramas esquemáticos que ilustran una implementación de chasis adicional de conformidad con la presente invención. Como se muestra en la Figura 29A, el conmutador 310 incluye un chasis 312 para recibir un número de charolas 314. Cada charola 314 soporta dos fibras 316, y una unidad de dirección de haces para cada fibra, como se describió anteriormente. De una manera más particular, cada charola soporta una fibra de entrada 316A y una fibra de salida 318B, así como la electrónica montada en chip 324 para controlar los espejos movibles, los diodos emisores de radiación, y los detectores asociados con las dos fibras. La electrónica 324 se conecta por medio del conductor 318A asociado con un controlador 320A, que puede incluir un sistema de computadora, para proporcionar las instrucciones de conmutación. Por ejemplo, el controlador 320A se puede interconectar con un operador de conmutador de red de telecomunicaciones. Se conecta un controlador similar 320B (Figura 29B) a la electrónica 324 por medio del conductor 318B. Cada uno de los controladores 320A/320B controla a los elementos tanto de transmisión como de recepción, y se incluye el controlador doble 320A/320B para la redundancia. Las fibras de entrada y salida 316A y 316B se interconectan ópticamente mediante el espejo 322A. Con el objeto de permitir el reemplazo o el servicio del espejo 322A, se puede proporcionar un segundo espejo 322B para deslizarse enfrente del espejo 322A según se desee. Se puede realizar la colocación precisa de los espejos 322A y 322B proporcionando ranuras en un alojamiento de chasis para mantener las posiciones del espejo. Se apreciará que los sistemas de control de servo de la presente invención acomodan fácilmente cualesquiera ajustes ópticos requeridos como un resultado de la sustitución de espejos. La Figura 31 muestra una configuración alternativa adicional de una unidad de dirección de haces que elimina el uso de un espejo estacionario, simplificando de esta manera el diseño, y posiblemente reduciendo las pérdidas ópticas. En la modalidad ilustrada, las señales recibidas se transmiten mediante un espejo movible 500 alojado en el alojamiento de espejo 502, hacia el lente de enfoque 504 sin espejos que intervengan. El lente de enfoque 504 enfoca las señales recibidas (sobre una base dependiente de la longitud de onda) sobre el extremo de la fibra 506, o sobre un detector 508 alojado en el alojamiento de detector 510, por medio de un divisor de haces dicroico 512. La Figura 32 muestra una configuración alternativa adicional de una unidad de dirección de haces que elimina la necesidad de un divisor de haces. En particular, esta configuración aprovecha las características de transmisión de longitud de onda del silicio para interponer un detector de señales de control 600 en la trayectoria de las señales de comunicaciones. Debido a que el silicio es sustancialmente transparente a las longitudes de onda arriba de aproximadamente 1,200 nanómetros, 1,310 nanómetros, o 1,550 nanómetros (por ejemplo) , las señales de comunicaciones se transmiten a través del detector 600 hasta el núcleo 608 de la fibra 610, mientras que las señales de control que tengan longitudes de onda de, por ejemplo, 880 ó 950 nanómetros, son absorbidas y detectadas por el detector 600. El detector 600 se puede montar sobre un sustrato de cerámica 602 utilizando el adhesivo 604. Las conexiones eléctricas se efectúan mediante el enlace de los alambres 606. El detector 600 se puede enlazar a la fibra 610 mediante adhesivo de acoplamiento de índice 612. La Figura 33 muestra una modalidad similar a la de la Figura 32, identificándose los artículos similares mediante numerales correspondientes. Sin embargo, en este caso, el detector está grabado para formar un receptáculo 614 para acoplarse con la fibra 610, facilitando de esta manera una colocación relativa precisa de la fibra en el detector, y además se graba para definir una cavidad 616. La cavidad 616 reduce el espesor del detector 600 para una mejor resolución espacial con respecto al haz de entrada, generalmente cónico.

Claims

RRTVTNOICACIONES 1. Un aparato para utilizarse en un conmutador de matriz óptica para conectar selectivamente una primera fibra óptica con cualquiera de una pluralidad de segundas fibras ópticas por medio de una trayectoria óptica que se extiende a través de una interfase de conmutación entre la primera y la segunda fibras ópticas, estando la primera fibra óptica y cada una de la pluralidad de segundas fibras ópticas asociadas con una unidad de dirección de haces separada, en donde cada una de las unidades de dirección de haces separadas se dispone entre una respectiva de las fibras y la interfase de conmutación, e incluye un espejo movible asociado con la fibra respectiva para dirigir señales ópticas relacionadas con una fibra óptica, comprendiendo este aparato : un elemento de recolección óptico para producir un haz recolectado a partir de la radiación emitida por la primera fibra; y un elemento de pliegue óptico, separado del espejo movible y dispuesto entre el elemento de recolección óptica y la interfase de conmutación, para plegar una trayectoria óptica entre la primera fibra y la interfase de conmutación; en donde el elemento de pliegue óptico permite tener un diseño de conmutador compacto utilizando una unidad de dirección de haces basada en un espejo movible. 2. Un aparato como se describe en la reivindicación 1, en donde el elemento de pliegue óptico se dispone entre el elemento de recolección óptica y el espejo movible . 3. Un aparato como se describe en la reivindicación 1, el cual comprende además una pluralidad de dispositivos emisores de radiación (REDs) de control, para emitir señales de control para utilizarse en el control de la conmutación, en donde los dispositivos emisores de radiación de control y la fibra se disponen sobre los lados opuestos del elemento de recolección óptica en relación con la trayectoria óptica. 4. Un aparato como se describe en la reivindicación 3, en donde cuando menos uno de los dispositivos emisores de radiación de control se dispone adyacente al elemento de recolección óptica mencionado. 5. Un aparato como se describe en la reivindicación 3, en donde cuando menos uno de los dispositivos emisores de radiación de control se dispone adyacente al elemento de pliegue óptico mencionado. 6. Un aparato como se describe en la reivindicación 5, en donde el cuando menos un dispositivo emisor de radiación comprende un dispositivo emisor de radiación de dirección para identificar la fibra. > 1 . Un aparato como se describe en la reivindicación 3, en donde cuando menos uno de los dispositivos emisores de radiación de control se dispone adyacente al espejo movible. 8. Un aparato como se describe en la reivindicación 7, en donde el cuando menos un dispositivo emisor de radiación comprende un dispositivo emisor de radiación de alineamiento para utilizarse en el alineamiento óptico. 9. Un aparato como se describe en la reivindicación 1, en donde el elemento de pliegue óptico incluye un elemento para volver a dirigir las señales ópticas, en donde este elemento para volver a dirigir coopera con el espejo movible para configurar la trayectoria óptica. 10. Un aparato como se describe en la reivindicación 9, en donde el elemento para volver a dirigir comprende un segundo espejo movible, en donde los espejos movibles configuran en combinación la trayectoria óptica. 11. Un aparato como se describe en la reivindicación 1, en donde el elemento de recolección óptica comprende un lente colocado en relación con la fibra, de tal manera que un extremo de la fibra está sustancialmente en un plano focal del lente. 12. Un aparato como se describe en la reivindicación 3, en donde los dispositivos emisores de radiación de control incluyen cuando menos un dispositivo emisor de radiación de dirección, y cuando menos un dispositivo emisor de radiación de alineamiento, y el aparato comprende además un primer elemento para detectar las señales de alineamiento transmitidas por el cuando menos un dispositivo emisor de radiación de alineamiento, y un segundo elemento para detectar las señales de dirección transmitidas por el cuando menos un dispositivo emisor de radiación de dirección. 13. Un aparato como se describe en la reivindicación 12, el cual comprende además un elemento de control operativamente asociado con los primero y segundo elementos para detectar, con el fin de controlar el espejo movible en respuesta a las señales de alineamiento y dirección detectadas. 14. Un aparato como se describe en la reivindicación 1, en donde el elemento de pliegue óptico, en cooperación con el espejo movible, es capaz de plegar la trayectoria óptica, de tal manera que la radiación reflejada por el espejo movible a través de la interfase de conmutación, se dirige sustancialmente paralela a la radiación transmitida entre el elemento de recolección óptica y el elemento de pliegue. 15. Un aparato como se describe en la reivindicación 1, en donde el elemento de recolección óptica comprende la óptica de enfoque para recibir la radiación emitida por la primera fibra, y proporcionar un haz de radiación enfocado. 16. Un aparato para utilizarse en un conmutador de matriz óptica para conectar selectivamente primera y segunda fibras ópticas por medio de una trayectoria óptica que se extiende a través de una interfase de conmutación entre las primera y segunda fibras ópticas, incluyendo este conmutador cuando menos un espejo movible asociado con la primera fibra, para dirigir las señales ópticas relacionadas con la primera fibra óptica, comprendiendo este aparato: cuando menos un dispositivo emisor de radiación (RED) dispuesto entre las primera y segunda fibras ópticas, y separado de las primera y segunda fibras ópticas en relación con la trayectoria óptica, para proporcionar señales de control para utilizarse en la operación del conmutador, en donde estas señales de control se transiten en un alineamiento general con la trayectoria óptica desde el dispositivo emisor de radiación hasta el espejo movible; y un detector, dispuesto en una relación espacial conocida en relación con la trayectoria óptica para recibir las señales de control emitidas por el dispositivo emisor de radiación, y reflejadas por el espejo movible, en donde las señales recibidas son útiles para configurar la trayectoria óptica que se extiende a través de la interfase de conmutación, para conectar las primera y segunda fibras. 17. Un aparato para utilizarse en un conmutador de matriz óptica para conectar selectivamente primera y segunda fibras ópticas por medio de una trayectoria óptica que se extiende a través de una interfase de conmutación entre las primera y segunda fibras ópticas, incluyendo este conmutador cuando menos un espejo movible asociado con la primera fibra para dirigir las señales ópticas en relación con la primera fibra óptica, comprendiendo este aparato: una pluralidad de dispositivos emisores de radiación (REDs) dispuestos adyacentes al primer espejo movible; y un elemento detector para detectar las señales de control transmitidas por los dispositivos emisores de radiación, siendo estas señales útiles para controlar la operación del conmutador de matriz óptica; en donde la pluralidad de dispositivos emisores de radiación y el elemento detector se utilizan para configurar la trayectoria óptica que se extiende a través de la interfase de conmutación para conectar las primera y segunda fibras. 18. Un aparato como se describe en la reivindicación 17, el cual comprende además un espejo estacionario dispuesto en la trayectoria óptica entre los diodos emisores de radiación y el elemento detector. 19. Un aparato como se describe en la reivindicación 17, el cual comprende además un segundo espejo movible dispuesto en la trayectoria óptica entre los diodos emisores de radiación y una de las segundas fibras ópticas. 20. Un aparato como se describe en la reivindicación 17, en donde el cuando menos un espejo movible comprende un primer espejo movible y un segundo espejo movible, y la trayectoria óptica incluye una primera porción entre la primera fibra y el primer espejo movible, una segunda porción entre una de las segundas fibras y el segundo espejo movible, y una tercera porción entre los primero y segundo espejos movibles, y el elemento detector se dispone en una relación espacial conocida con una de las segundas fibras en relación con la tercera porción de la trayectoria. 21. Un aparato para utilizarse en un conmutador de matriz óptica para conectar selectivamente una primera fibra óptica con cualquiera de una pluralidad de segundas fibras ópticas por medio de una trayectoria óptica que se extiende a través de una interfase de conmutación entre las primera y segunda fibras ópticas, comprendiendo este aparato un alojamiento para cada una de las primera y segunda fibras ópticas, soportando cada alojamiento: una porción de extremo de una de las primera y segunda fibras ópticas; ~ un detector dispuesto en una relación espacial conocida con el extremo de fibra; un espejo movible para dirigir los haces en relación con el extremo de fibra; y un ensamble de lente para acoplar ópticamente el espejo movible y el extremo de fibra. 22. Un aparato para utilizarse en un conmutador de matriz óptica para conectar selectivamente primera y segunda fibras ópticas, con el fin de permitir la comunicación de las señales ópticas entre las primera y segunda fibras ópticas, incluyendo este conmutador cuando menos un espejo movible dispuesto entre las primera y segunda fibras ópticas para dirigir las señales ópticas, comprendiendo este aparato: primera óptica de enfoque ópticamente interpuesta entre un primer extremo de fibra de la primera fibra óptica y un segundo extremo de fibra de la segunda fibra óptica; y segunda óptica de enfoque, ópticamente interpuesta entre la primera óptica de enfoque y el segundo extremo de fibra; siendo la primera óptica de enfoque operativa para formar la imagen del primer extremo de fibra sobre la segunda óptica de enfoque; siendo la segunda óptica de enfoque operativa para enfocar el segundo extremo de fibra sobre la primera óptica de enfoque; en donde la primera óptica de enfoque, la segunda óptica de enfoque, y el espejo movible cooperan en la transmisión de la señal óptica entre las primera y segunda fibras ópticas, y las primera y segunda ópticas de enfoque permiten tener pérdidas de señal reducidas. 23. Un aparato como se describe en la reivindicación 22, en donde las primera y segunda ópticas de enfoque están sobre los lados ópticamente opuestos del cuando menos un espejo movible. 24. Un aparato como se describe en la reivindicación 22, en donde la primera óptica de enfoque opera además para distribuir una primera señal recibida a través de un área del primer extremo de fibra óptica, y la segunda óptica de enfoque opera además para distribuir una segunda señal recibida a través de un área del segundo extremo de fibra óptica. 25. Un sistema de control de fibra óptica para utilizarse en la conexión óptica de un primer extremo de fibra de una primera fibra óptica con un segundo extremo de fibra de una segunda fibra óptica en relación con una trayectoria óptica entre el primer extremo de fibra y el segundo extremo de fibra, para permitir la comunicación óptica entre las primera y segunda fibras ópticas, comprendiendo este sistema de control: un elemento de fuente, dispuesto en una relación espacial conocida con el primer extremo de fibra en relación con la trayectoria óptica, para transmitir una señal de control sobre una primera trayectoria de señales de control en alineamiento general con la trayectoria óptica en un área entre el primer extremo de fibra y el segundo extremo de fibra; un elemento sensor, dispuesto en una relación espacial conocida con el segundo extremo de fibra en relación con la trayectoria óptica, para recibir la señal de control y proporcionar una señal de salida relacionada con la señal de control recibida; y un elemento de procesamiento, asociado con el elemento sensor, para recibir la señal de salida, y determinar una corrección en relación con la trayectoria óptica, basándose en esa señal de salida; en donde esta corrección se puede utilizar para dirigir una señal de comunicación entre los primero y segundo extremos de fibra en relación con la trayectoria óptica, para establecer una conexión óptica. 26. Un sistema de control de fibra óptica como se describe en la reivindicación 25, en donde el elemento de fuente comprende un dispositivo emisor de radiación para proporcionar una señal de control óptico. 27. Un sistema de control de fibra óptica como se describe en la reivindicación 25, en donde el elemento de fuente comprende una pluralidad de transmisores dispuestos en localizaciones espaciales separadas en relación con la trayectoria óptica. 28. Un sistema de control de fibra óptica como se describe en la reivindicación 25, en donde el elemento de fuente comprende cuando menos una fuente de señales de dirección para proporcionar una señal de dirección, y una fuente de señales de alineamiento para proporcionar una señal de alineamiento, en donde la señal de dirección se utiliza para la identificación del blanco, y la señal de alineamiento se utiliza para el alineamiento. 29. Un sistema de control de fibra óptica como se describe en la reivindicación 25, en donde el elemento de fuente comprende una pluralidad de fuentes de radiación, y elementos para modular las señales a partir de esta pluralidad de fuentes, de tal manera que estas señales se puedan distinguir unas de otras. 30. Un sistema de control de fibra óptica como se describe en la reivindicación 25, en donde el elemento sensor comprende un sensor de dirección para recibir una señal de dirección que incluye la información de identificación del blanco . 31. Un sistema de control de fibra óptica como se describe en la reivindicación 25, en donde el elemento sensor comprende un sensor de alineamiento para recibir una señal de alineamiento para utilizarse en el alineamiento de los primero y segundo extremos de fibra en relación con la trayectoria óptica. 32. Un sistema de control de fibra óptica como se describe en la reivindicación 25, en donde el elemento sensor comprende un sensor de dirección para recibir una señal de identificación de blanco, y un sensor de alineamiento separado para recibir una señal de alineamiento. 33. Un sistema de control de fibra óptica como se describe en la reivindicación 25, en donde el elemento sensor comprende un separador de señales para transmitir la señal de control sobre una primera trayectoria de salida, y transmitir la señal de comunicación sobre una segunda trayectoria de salida separada de la primera trayectoria de salida mencionada. 34. Un sistema de control de fibra óptica como se describe en la reivindicación 33, en donde el separador comprende un elemento para transmitir selectivamente la señal de control y la señal de comunicación sobre las primera y segunda trayectorias de salida respectivas, sobre una base dependiente de la longitud de onda. 35. Un sistema de control de fibra óptica como se describe en la reivindicación 33, en donde el separador mencionado comprende un espejo que tiene una respuesta dependiente de la longitud de onda, en donde una de la señal de control y la señal de comunicación se transmite sustancialmente a través del espejo, y la otra de la señal de control y la señal de comunicación es reflejada por este espejo . 36. Un sistema de control de fibra óptica como se describe en la reivindicación 25, en donde el elemento de procesamiento comprende un elemento para determinar la información de incidencia con respecto a una localización de incidencia de la señal de control mencionada sobre el elemento sensor. 37. Un sistema de control de fibra óptica para utilizarse en la conexión óptica de un primer extremo de fibra de una primera fibra óptica y un segundo extremo de fibra de una segunda fibra óptica en relación con una trayectoria óptica entre el primer extremo de fibra y el segundo extremo de fibra, para permitir la transmisión de señales de comunicación entre la primera y la segunda fibras ópticas mencionadas, comprendiendo este sistema de control: un primer elemento dispuesto en una relación espacial conocida con el primer extremo de fibra en relación con la trayectoria óptica, para transmitir una señal óptica de control sobre una primera trayectoria de señales de control en alineamiento general con la trayectoria óptica en un área entre el primer extremo de fibra y el segundo extremo de fibra; un segundo elemento, dispuesto en una relación espacial conocida con el segundo extremo de fibra en relación con la trayectoria óptica mencionada, para recibir la señal de control, y determinar la información de control para utilizarse en la conexión óptica de los primero y segundo extremos de fibra, basándose en la señal de control recibida, incluyendo este segundo elemento una superficie detectora localizada separada de la trayectoria óptica mencionada; y un tercer elemento para desviar cuando menos una porción de la señal de control desde la primera trayectoria de señales de control hasta una segunda trayectoria de señales de control, dirigiéndose esta segunda trayectoria de señales de control transversal a la trayectoria óptica mencionada, localizándose la superficie detectora sobre la segunda trayectoria de señales de control. 38. Un sistema de control de fibra óptica para utilizarse en la conexión óptica de un primer extremo de fibra de una primera fibra óptica con un segundo extremo de fibra de una segunda fibra óptica en relación con una trayectoria óptica entre el primer extremo de fibra y el segundo extremo de fibra, para mejorar la comunicación óptica entre la primera y la segunda fibras ópticas, comprendiendo este sistema de control : un primer elemento dispuesto en una relación espacial conocida con el primer extremo de fibra en relación con la trayectoria óptica mencionada, para transmitir una señal de control sobre una trayectoria de señales de control en un área entre el primer extremo de fibra y el segundo extremo de fibra; un segundo elemento, dispuesto en una relación espacial conocida con el segundo extremo de fibra en relación con la trayectoria óptica mencionada, para recibir la señal de control, y determinar la información de control, para utilizarse en el control de los primero y segundo extremos de fibra, basándose en la señal de control recibida; y un tercer elemento para recibir una señal de comunicación transmitida por la primera fibra óptica y la señal de control, y para transmitir selectivamente esta señal de comunicación sobre una primera trayectoria de salida hasta el segundo extremo de fibra y la señal de control sobre la segunda trayectoria de salida hasta el segundo elemento. 39. Un sistema de control de fibra óptica para utilizarse en la conexión óptica de un primer extremo de fibra de una primera fibra óptica con un segundo extremo de fibra de una segunda fibra óptica en relación con una trayectoria óptica entre el primer extremo de fibra y el segundo extremo de fibra, para permitir la comunicación óptica entre las primera y segunda fibras ópticas, comprendiendo este sistema de control: un primer elemento, dispuesto en una relación espacial conocida con el primer extremo de fibra en relación con la trayectoria óptica mencionada, para transmitir una señal de control sobre una trayectoria de señales de control en un área entre el primer extremo de fibra y el segundo extremo de fibra; un segundo elemento, dispuesto en una relación espacial conocida con el segundo extremo de fibra en relación con la trayectoria óptica mencionada, para recibir esta señal de control, incluyendo el segundo elemento un detector; y un tercer elemento para determinar la información de incidencia en relación con una localización de la incidencia de la señal de control sobre el detector; en donde la localización de incidencia es útil para determinar un ajuste para conectar los primero y segundo extremos de fibra en relación con la trayectoria óptica mencionada . 40. Un aparato para utilizarse en el control de un conmutador de fibra óptica para establece una conexión con una fibra óptica blanco de entre una pluralidad de fibras ópticas, comprendiendo este aparato: una pluralidad de sistemas de fuente de señales de control, asociados con la pluralidad de fibras ópticas, para transmitir señales de control para utilizarse en el control de la conmutación como entre esta pluralidad de fibras ópticas; y un elemento de dirección para operar uno de los sistemas de fuente asociados con una correspondiente de la pluralidad de fibras, para transmitir una señal de código de identificación de blanco, en donde esta señal de código transmitida por el sistema de fuente asociado con la primera fibra incluye información de identificación suficiente para identificar la fibra blanco. 41. Un aparato como se describe en la reivindicación 40, en donde cada uno de los sistemas de fuente de señales de control comprende una pluralidad de dispositivos emisores de radiación. 42. Un aparato como se describe en la reivindicación 40, en donde cada uno de los sistemas de fuente de señales de control comprende cuando menos una fuente de señales blanco para transmitir señales de dirección, y cuando menos una fuente de señales de alineamiento, separada de la fuente de señales de dirección, para transmitir señales de alineamiento. 43. Un aparato como . se describe en la reivindicación 40, en donde cada uno de los sistemas de fuente de señales de control comprende cuando menos una fuente de señales capaz de transmitir información tanto de dirección como de alineamiento. 44. Un aparato como se describe en la reivindicación 40, en donde el elemento de dirección comprende un elemento para impulsar el sistema de fuente, como para proporcionar la información de identificación mencionada . 45. Un aparato como se describe en la reivindicación 40, en donde la cuando menos una fuente de señales de alineamiento comprende una pluralidad de fuentes, modulándose la frecuencia de estas fuentes para facilitar el procesamiento de señales a partir de la pluralidad de fuentes . 46. Un aparato para utilizarse en el control de un conmutador de fibra óptica, operando este conmutador para conectar una primera fibra blanco de una primera pluralidad de fibras ópticas incluidas en un primer conjunto, con una segunda fibra blanco de una segunda pluralidad de fibras ópticas incluidas en un segundo conjunto, estando cada una de las fibras ópticas de las primera y segunda pluralidades asociada con: un sistema emisor de señales de control, que incluye cuando menos una fuente de radiación, para emitir señales de control para utilizarse en el control de una conexión óptica; un sistema detector de señales de control para detectar las señales de control; y un sistema de dirección para configurar una trayectoria óptica entre los primero y segundo conjuntos mencionados, basándose en las señales de control detectadas; comprendiendo este aparato: un elemento de transmisión de código para operar un primer sistema emisor de señales de control asociado con la primera fibra blanco del primer conjunto, para transmitir una señal de control que incluye información codificada con respecto a la primera fibra blanco; y un elemento receptor de código, asociado con un sistema detector de señales de control dado de la segunda fibra blanco del segundo conjunto mencionado, para obtener la información codificada con respecto a la primera fibra blanco; en donde la información codificada puede ser utilizada por el sistema de dirección de la segunda fibra blanco, para dirigirse a esta primera fibra blanco. 47. Un aparato como se describe en la reivindicación 46, en donde el elemento de transmisión de código mencionado opera el sistema emisor de señales de control, para proporcionar una de la información de identificación y de posición con respecto a la primera fibra blanco . 48. Un método para utilizarse en el control de un conmutador de fibra óptica para establecer una conexión con una fibra óptica blanco de entre una pluralidad de fibras ópticas, el cual comprende los pasos de: proporcionar una pluralidad de sistemas de fuente de señales de control, asociados con la pluralidad de fibras ópticas, para transmitir señales de control para utilizarse en el control de la conmutación como entre la pluralidad de fibras ópticas; y primero operar uno de los sistemas de fuente asociado con una correspondiente de la pluralidad de fibras, para transmitir una señal de código de identificación de blanco, en donde esta señal de código transmitida por el sistema de fuente asociado con la fibra incluye información de identificación suficiente para identificar esta fibra blanco .