MXPA00012024A

MXPA00012024A - Conmutador y metodo opticos de sistema planar.

Info

Publication number: MXPA00012024A
Application number: MXPA00012024A
Authority: MX
Inventors: Herzel Laor
Original assignee: Afn Llc
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2003-04-14
Also published as: AU5541999A; JP2002518700A; WO1999066354A3; US7483602B2; AU760646B2; US20070053630A1; CN1307690A; US20030142900A1; EP1092166A2; WO1999066354A2; CN1192263C; EP1092166A4; KR20010071412A; BR9911618A; US20060013526A1; US6754409B2; US7054520B2; US6466711B1; IL140031A0; CA2331990A1

Abstract

Un dispositivo de conmutacion optica incluye un primer sistema (20) de reflectores (22), cada uno asociado con una entrada de fibra optica separada (12), y un segundo sistema (30) de reflectores (32), cada uno asociado con una salida de fibra separada (14). Los reflectores (22 y 32) son colocables para dirigir una senal optica a partir de cualquiera de las entradas de fibra (12) a cualquiera de las salidas de fibra (14). La senal optica esta dirigida a lo largo de una trayectoria optica entre la salida de fibra deseada (14) y su reflector asociado que se encuentra substancialmente alineado con un eje que se extiende centralmente desde la salida de fibra. Preferentemente, las unidades de formacion de h,:-7tz de fibra simetricas para formar la senal optica hacia un haz concentrado se encuentran incluidas entre las entradas de fibra (12) y el primer sistema asi como entre el segundo sistema (20) y las salidas de fibra (14 ).Un metodo para conmutar las senales opticas entre un extremo de fibra optica de entrada y de salida incluye formar la senal optica emitida a partir del extremo de fibra de entrada hacia un haz concentrado en donde los rayos provenientes de un punto en el extremo de fibra de entrada son convergentes. El haz concentrado esta dirigido hacia el extremo de fibra de salida utilizando al menos dos reflectores colocables orientados para dirigir la senal a fin de que, antes de alcanzar la salida de la fibra, se propague a lo largo de una trayectoria optica que se encuentre substancialmente alineada con un eje que se extienda centralmente desde el extremo de fibra de salida.

Description

CONMUTADOR Y MÉTODO ÓPTICOS DE SISTEMA. PLANAR Información de Solicitud Relacionada Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional co-pendiente Serie No. 60/088,075, presentada el 5 de junio de 1998.

Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a conmutadores de fibra óptica y, más particularmente, se refiere a un dispositivo y método para la conmutación directa de señales ópticas entre fibras ópticas de entrada y salida con pérdida óptica minima.

Antecedentes de la Invención Debido a las ventajas en los medios de transmisión eléctricos convencionales tales como la banda ancha incrementada y calidad de señal mejorada, el uso de fibras ópticas en redes de comunicaciones se ha vuelto común. Sin embargo, como con las señales eléctricas transmitidas por cable que necesitan ser conmutadas entre varios cables a fin de que las señales logren sus destinos propuestos, las señales ópticas requieren de manera similar conmutarse entre diferentes fibras ópticas en uniones apropiadas a fin de que las señales ópticas logren sus destinos propuestos. ün método de conmutar una señal óptica entre fibras es convertir la señal óptica a una señal eléctrica, empleando componentes de conmutación electrónicos convencionales para conmutar la señal eléctrica y entonces re-convertir la señal eléctrica a una señal óptica. ün enfoque alternativo es emplear conmutación óptica directa en donde la señal óptica se dirige entre las fibras. Este último enfoque tiene distintas ventajas teóricas, que incluyen un incremento en la velocidad de conmutación y una reducción en la degradación de señal, debido a que elimina las conversiones óptica a - - eléctricas y eléctricas a ópticas. Al implementar la conmutación óptica directa, es deseable tener la capacidad de conmutar una señal óptica desde cualquiera de varias fibras ópticas que entran a una unión (fibras de entrada) hacia cualquiera de varias fibras ópticas que salen de una unión (fibras de salida) . Se han propuesto previamente varias formas de lograr esto. Una forma es doblar los extremos de las fibras de entrada seleccionadas y de salida deseadas de manera que las dos fibras se apunten entre si (directamente o a través de una trayectoria óptica doblada) que proporciona una trayectoria óptica directa para la señal óptica entre las fibras. El uso de reflectores fijos, tal como espejos, en conjunto con el doblado de los extremos de las fibras también ha sido previamente propuesto. Los extremos de las fibras no se doblan para apuntarse entre si, sino preferentemente se dirigen a uno o más reflectores a fin de que una señal óptica proveniente de la fibra de entrada se refleje a la fibra de salida.

Sumario de la Invención ün objeto de la presente invención es proporcionar conmutación directa de señales ópticas entre fibras ópticas. La presente invención ha reconocido que para lograr la conmutación eficiente y exacta de la señal óptica cuando se implementa la conmutación óptica dirigida, es deseable que la señal óptica se dirija desde la fibra de entrada de manera que entre la fibra de salida a lo largo de la trayectoria óptica que se encuentra en alineamiento substancial con la fibra de salida. De acuerdo con lo anterior, otro objeto de la presente invención es proporcionar conmutación directa de señales ópticas entre fibras ópticas de entrada y salida en donde la señal óptica entra a la fibra de salida a lo largo de una trayectoria óptica que se encuentra en alineamiento substancial con la fibra de salida.

La presente invención también ha reconocido que formar la señal óptica en un haz concentrado, opuesto a un colimado u otra señal divergente, antes de dirigirla a la fibra de salida con uno o más reflectores es deseable, a fin de reducir la pérdida de la señal óptica y mejorar la efectividad de la operación de conmutación. De acuerdo con lo anterior, un objeto adicional de la presente invención es proporcionar la conmutación directa de las señales ópticas entre las fibras ópticas de salida y de entrada en donde la señal óptica emitida a partir de la fibra de entrada se forma en un haz concentrado antes de dirigirlo a la fibra de salida con uno o más reflectores. Estos y otros objetivos y ventajas de la presente invención se logran por varios aspectos de la presente invención. De acuerdo a un aspecto de la presente invención, el primero y segundo reflectores, por ejemplo espejos, se proporcionan en donde el primer reflector se asocia con la fibra de entrada y el segundo reflector se asocia con la fibra de salida. El primer reflector recibe la señal óptica de la fibra de entrada y se orienta a fin de que refleje la señal óptica en una manera tal que alcance el segundo reflector ya sea directamente desde el primer reflector o por reflexión adicional fuera de otros reflectores. El segundo reflector recibe la señal óptica reflejada y se orienta a fin de que la señal óptica se refleje adicionalmente hacia la fibra de salida a lo largo de una trayectoria óptica que tiene un eje que se encuentra en alineación substancial con el eje de la fibra de salida. En otro aspecto de la presente invención, el primer reflector no refleja la señal óptica directamente al segundo reflector. Preferentemente, la señal óptica proveniente de la fibra de entrada se refleja mediante el primer reflector a un tercer reflector el cual refleja entonces la señal óptica hacia el segundo reflector. Pueden emplearse reflectores adicionales. Por ejemplo, en una modalidad, el primer - - reflector refleja la señal óptica a un tercer reflector, el cual refleja la señal óptica a un cuarto reflector, que a su vez refleja la señal óptica al segundo reflector. En aún otro aspecto de la presente invención, los múltiples reflectores se instalan en el primero y segundo sistema de reflectores, estando asociado cada reflector del primer sistema con una separada de una pluralidad de fibras de entrada y estando asociado cada reflector del segundo sistema con una separada de la pluralidad de fibras de salida. Los reflectores del primero y segundo sistema se pueden colocar en una pluralidad de orientaciones con relación a una orientación de referencia. Por ejemplo, los reflectores del primero y segundo sistemas pueden ser girables alrededor de al menos un eje de rotación para permitir la colocación de los reflectores en una pluralidad de orientaciones. Una señal óptica puede conmutarse entre cualquiera de las seleccionadas de las fibras de entrada y cualquiera de las seleccionada de las fibras de salida al colocar el reflector del primer sistema asociado con la fibra de entrada seleccionada en una orientación tal que se refleje la señal óptica ya sea directamente o por medio de reflectores adicionales, hacia el reflector del segundo sistema asociado con la fibra de salida deseada. Preferentemente, el reflector del segundo sistema asociado con la fibra de salida seleccionada se coloca correspondientemente en una orientación tal que la señal óptica que incide en el mismo se refleje a lo largo de una trayectoria óptica que tiene un eje substancialmente alineado con la fibra de salida deseada. Todavía un aspecto adicional de la presente invención incluye una unidad formadora de haz asociada con una fibra de entrada y un sistema asociado de dirección de haz para dirigir el haz en una trayectoria óptica hacia una fibra de salida seleccionada. La unidad formadora de haz asociada con una fibra de entrada recibe la señal óptica - - emitida desde el extremo de la fibra de entrada seleccionada y lo forma en un haz concentrado como opuesto a un colimado u otra señal divergente. La señal óptica de haz concentrado se dirige entonces mediante el sistema de dirección de haz hacia la fibra de salida seleccionada. La fibra de salida se asocia preferentemente con una lente instalada en una configuración concentrada con relación a la unidad formadora de haz y la fibra de salida. Se apreciará asi que se define una trayectoria óptica simétrica mediante lo cual se elabora una señal óptica a partir de la fibra de entrada para ingresar el extremo de la fibra de salida. Esta instalación permite la comunicación bi-direccional eficiente entre las fibras de entrada y salida (siendo solamente una conveniencia los niveles de "entrada" y "salida"). Un aspecto más de la presente invención incluye un método para conmutar las señale ópticas entre una fibra de entrada y una fibra de salida. El método incluye formar la señal óptica en un haz concentrado, que dirige el haz hacia la fibra de salida a lo largo de una trayectoria óptica que es, anterior al haz que llega a la fibra de salida, substancialmente alineado con la fibra de salida y que recibe la señal óptica en el extremo de la fibra de salida. Una unidad formadora de haz simétricamente concentrado comprendida de una primera unidad formadora de haz concentrado y una segunda unidad formadora de haz concentrado substancialmente idénticas, puede emplearse en las etapas formadora y de recepción para mejorar la transmisión de la señal óptica. La etapa de dirigir puede llevarse a cabo con dos reflectores activos cada uno asociado con otra fibra. Estos y otros aspectos y ventajas de la presente invención serán aparentes en la revisión de la siguiente descripción detallada cuando se tomen en conjunto con las figuras acompañantes.

- - Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista desde lo alto que ilustra una modalidad del conmutador de sistema planar 5x5 de la presente invención; La Figura 2 es una vista en perspectiva que ilustra una modalidad del conmutador de sistema de matriz 9x9 de la presente invención que tiene dos instalaciones de reflectores; La Figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra una modalidad del conmutador de sistema de matriz 9x9 de la presente invención que tiene cuatro instalaciones . de reflectores; La Figura 4 es una vista desde lo alto que ilustra una modalidad del conmutador de sistema planar 4x4 de la presente invención; La Figura 5 es una vista en perspectiva que ilustra una modalidad del conmutador de sistema de matriz 16x16 de la presente invención que tiene dos instalaciones de reflectores; La Figura 6 es una vista lateral de la modalidad de la presente invención mostrada en la Figura 5; La Figura 7 es una vista en perspectiva que ilustra un espejo micro elecro-mecánico apropiado para utilizarse como un reflector en las diversas modalidades de la presente invención; La Figura 8 es una vista lateral que ilustra una modalidad del conmutador de sistema de matriz 4x4 de la presente invención configurada para utilizarse con un sistema de fibras de entrada y salida; La Figura 9 ilustra un haz colimado formado mediante una unidad formadora de haz colimado; La Figura 10 ilustra un haz concentrado formado mediante una unidad formadora de haz concentrado; y La Figura 11 ilustra un par simétrico de unidades formadoras de haz concentrado en comunicación óptica entre - - si; La Figura 12 es una vista transversal de una fibra que ilustra la relación entre la abertura de admitancia y numérica; La Figura 13 ilustra varios parámetros ópticos relevantes para la presente invención; y La Figura 14 ilustra una geometría de relación de imagen de acuerdo con la presente invención.

Descripción Detallada El dispositivo y método de conmutación óptica de la presente invención permite conmutar las señales ópticas entre las fibras ópticas. En una red de comunicaciones, las fibras que entran y salen de la unión pueden empaquetarse en un grupo de fibras de entrada y un grupo de fibras de salida. Los extremos de las fibras de entrada y salida pueden además instalarse en dos sistemas rectangulares separados. Sin embargo, debe apreciarse que, en redes de comunicaciones, asi como en otras aplicaciones, las fibras ópticas pueden instalarse de otras maneras adecuadas. Por ejemplo, los extremos de las fibras de entrada y salida pueden mezclarse juntos en un sistema rectangular. Además, una fibra individual puede funcionar como una fibra de entrada asi como una fibra de salida dependiendo de la dirección de programación de la señal óptica en un ambiente de comunicaciones bi-direccional. De acuerdo con lo anterior, aunque la siguiente descripción incluyen referencias a fibras de entrada y salida para propósitos de ilustración, se entenderá que cada una de las fibras puede enviar y recibir señales ópticas. En las modalidades de la presente invención tratadas anteriormente, pueden incluirse reflectores individuales instalados en uno o más sistemas de reflectores. En la siguiente exposición, un reflector individual de un sistema de reflectores será referido como el reflector (i, j) - - en donde i identifica la hilera y j la columna del reflector especifico (para propósitos de generalidades, tal nomenclatura bi-dimensional se utilizará igualmente en el caso de sistemas lineales) . Las fibras de entrada y salida individuales serán referidas de igual manera. Conmutador Planar Refiriéndose ahora a la Figura 1, se ilustra una modalidad de un dispositivo de conmutación óptica 10 de acuerdo con la presente invención. Por simplicidad de ilustración, se ilustra un conmutador de sistema lineal en la Figura 1 y se tratarán a continuación de manera más práctica conmutadores de sistema bi-dimensional. El dispositivo de conmutación óptica 10 se adapta para funcionar con un sistema lineal de cinco fibras ópticas 12 y un sistema lineal de cinco fibras ópticas 14. El dispositivo de conmutación 10 se refiere como un conmutador de sistema planar 5x5 debido a que puede conmutar una señal óptica entre cualquiera de las cinco fibras 12 instaladas en una linea (y por lo tanto coplanar entre si) y cualquiera de las cinco fibras 14 también se instalan en una linea. Se apreciará que aunque se ilustra un conmutador de sistema planar 5x5, la presente invención contempla, en general conmutadores de sistema planar MxN en donde una señal óptica puede ser conmutada entre cualquiera de las fibras M 12 y cualquiera de las fibras N 14 (M puede ser igual a N o pueden ser diferentes) . El dispositivo de conmutación óptica 10 incluye un primer sistema 20 de cinco reflectores individuales 22 instalados en linea y un segundo sistema 30 de cinco reflectores individuales 32 instalados en una segunda linea. Cada uno de los reflectores individuales 22 del primer sistema 20 corresponde a una de las fibra 12 separadas. Por ejemplo, el reflector 22 (1,1,) del primer sistema 20 corresponde a las fibras 12 (1,1). Del mismo modo, cada uno de los reflectores individuales 32 del segundo sistema 30 corresponde a una de las fibra 14 separadas. Por ejemplo, el - - reflector 32 (1,1) del segundo sistema 30 corresponde a las fibras 14 (1,1) . Las señales se conmutan mediante el dispositivo de conmutación óptico 10 entre cualquiera de las fibras 12 y cualquiera de las fibras 14 de la siguiente manera. Una primer señal óptica (mostrada diagramáticamente por la flecha Sl) emitida a partir de las fibras 12 (1,1) se propaga a lo largo de una trayectoria óptica 40 hacia el reflector 22 (1,1) del primer sistema 20. Para conmutar la primer señal óptica Sl hacia la fibra 14 (1,1), el reflector 22 (1,1) del primer sistema 20 se orienta de manera que la primer señal óptica Sl se refleje a lo largo de la trayectoria óptica 42 hacia el reflector 32 (1,1) del segundo sistema 30. El reflector 32 (1,1) del segundo sistema 30 se orienta correspondientemente de manera que refleje entonces la primer señal óptica Sl a lo largo de la trayectoria óptica 44 hacia la salida de la fibra 14 (1,1). Es importante observar que el eje de la trayectoria óptica 44 se encuentra en alineación substancial con un eje que se extiende centralmente desde la fibra 14 (1,1). Si el reflector 32 (1,1) del segundo sistema 30 no se orienta adecuadamente, la primer señal óptica Sl puede reflejarse a lo largo de cualquiera de varias trayectorias ópticas que no se encuentran en alineación substancial con el eje de la fibra 14 (1,1), tal como la trayectoria óptica 50, deteriorando la operación de conmutación. El reflector 32 (1,1) del segundo sistema 30 puede orientarse para dirigir una señal óptica hacia la fibra 14 (1,5) si se desea. Sin embargo, tal instalación podria no proporcionar la eficiencia óptica óptima debido al Teorema de Brillantez (la Segunda Ley de la Termodinámica según se aplica en óptica) requiere que medios activos (por ejemplo los reflectores 32 del segundo sistema 30) se empleen para condensar los fotones de la señal óptica hacia un haz de diámetro pequeño que fija la fibra 14 en el núcleo. Cuando la fibra (1,1) en 12 se alinean a (1,1) en 14, la luz puede - - viajar también desde (1,1) de 14 hacia (1,1) de 12. Una segunda señal óptica (mostrada diagramáticamente por la flecha S2) emitida a partir de la fibra 12 (1,1) se conmuta hacia la fibra 14 (1,5) como sigue. La segunda señal óptica S2 s« propaga a lo largo de la trayectoria óptica 40 hacia el reflector (1,1) del primer sistema 20 que se orienta de manera que la segunda señal óptica S2 se refleje a lo largo de la trayectoria óptica 46 hacia el reflector (1,5) del segundo sistema 30. El reflector (1,5) del segundo sistema 30 se orienta correspondientemente de manera que refleje entonces la segunda señal óptica S2 a lo largo de la trayectoria óptica 48 hacia la fibra 14 (1,5). Como con la trayectoria óptica 44, la trayectoria óptica 48 se encuentra en alineación substancial con un eje que se extiende centralmente desde de la fibra 14 (1,5) y, en esta instalación, las señales también pueden comunicarse desde (1,5) en 14 hacia (1,1) en 12. Se apreciará que la trayectoria 51 ilustrada no puede co-existir con la trayectoria 52 ya que el reflector (1,1) de 20 puede estar en solo una orientación a un tiempo. Si el reflector (1,5) del segundo sistema 30 no se orienta apropiadamente, la segunda señal óptica S2 se reflejará a lo largo de una trayectoria óptica divergente a partir del eje de la fibra 14 (1,5), tal como la trayectoria óptica 52, deteriorando la operación de conmutación. La Figura 4 muestra una implementación 4x4 del dispositivo de conmutación óptica 10 ilustrado en la Figura 1. El dispositivo de conmutación óptica 10 incluye una base 16. Cada uno de los reflectores individuales 22 del primer sistema 20 y los reflectores 32 del segundo sistema 30 se unen a la base 16. Los reflectores 22, 32 pueden ser girables alrededor de un eje de rotación perpendicular a la base 16 a fin de que puedan orientarse según sea necesario para conmutar las señales ópticas. Cada una de las fibras ópticas 12, 14 se asocia con una unidad formadora de haz de - - fibras separadas 70. Las unidades formadoras de haz de fibras 70 están comprendidas de un extremo de fibra óptica 72 y una lente 74 separados y coaxiales con el extremo de fibra óptica 72. Cada lente 74 de las unidades formadoras de haz de fibras 70 asociada con las fibras 12 concentran una señal óptica, tal como luz visual o radiación infraroja, emitida desde el extremo de la fibra 72 de su fibra asociada 12 hacia un haz 80 incidente en el reflector 22 del primer sistema 20 que corresponde a la entrada de la fibra 12 asociada. Del mismo modo, cada lente 74 de las unidades formadoras de haz de fibras 70 asociada con la fibra 14 recibe un haz 80 proveniente del reflector 32 del segundo sistema 30 que corresponde a la fibra asociada 14 y concentra el haz de señal óptica 80 en el extremo de la fibra 72 de la fibra 14 asociada. Para conmutar una señal óptica entre una fibra seleccionada 12 y una fibra seleccionada 14, el reflector 22 del primer sistema 20 que corresponde a la fibra 12 seleccionada se gira a fin de que el haz de señal óptica 80 proveniente de la lente 74 de la unidad formadora de haz de fibras 70 asociada con la fibra 12 seleccionada, se refleje hacia el reflector 32 del segundo sistema 30 que corresponde a la fibra seleccionada 14. El reflector 32 del segundo sistema 30 que corresponde a la salida de la fibra seleccionada 14, se gira a fin de reflejar el haz 80 hacia la lente 74 de la unidad formadora de haz de fibras 70 asociada con la fibra seleccionada 14. Como se observó anteriormente, se prefiere que el haz 80 de la señal óptica se propague a lo largo de una trayectoria óptica a partir del reflector 32 del segundo sistema 30 hacia la lente 74 que se encuentran en alineamiento substancial con el eje de la salida de la fibra seleccionada 14. Una vez que se configura una conexión mediante esto entre una fibra 12 y una fibra 14, es posible la comunicación bi-direccional entre las fibras 12 y 14. En la siguiente descripción, las fibras algunas veces se - - designan como "fibras de entrada" o "entradas" y "fibras de salida" o "salidas" para propósitos de conveniencia, pero se apreciará que tales configuraciones de conmutador soportan y normalmente incluirán comunicación bi-direccional entre las fibras conectadas. El dispositivo de conmutación óptica 10 mostrado en la Figura 4 puede implementarse utilizando tecnología micro-electro-mecánica (MEM) . La base 16 puede incluir una tarjeta de circuito u otro soporte en el cual se instalen chips de MEM para cada uno de los sistemas de reflectores 20, 30. Las entradas y salidas de fibra 12, 14 pueden colocarse en ranuras en V definidas en la superficie de la base 16. Las lentes 74 pueden ser lentes de Frenel Zone elaboradas de silicona que se encuentran definidas en la superficie de la base 16 y mantenidas en una posición vertical frente a las ranuras en V de manera que el eje óptico de cada lente 74 se encuentra paralelo a la superficie de la base 16. Los reflectores 22, 32 pueden ser espejos elaborados también de silicona y mantenidos en posición vertical con la capacidad de girar alrededor de un eje perpendicular a la base 16. El dispositivo de conmutación óptica 10 debe construirse a fin de mantener los haces de señal óptica 80 paralelos a la superficie de la base 16. Pueden hacerse pequeños ajustes a los reflectores 22, 32 para lograr este objetivo. Conmutadores de Espacio Tri-Dimensional Como puede apreciarse, el número de entradas 12 y salidas 14 de fibra, que pueden acomodarse mediante un conmutador de sistema planar como se describió anteriormente se restringe por los limites prácticos de instalar unidades formadoras de haz de fibras 70 y reflectores 22, 32 en una linea. Para acomodar fibras adicionales de entrada y salida, la presente invención contempla la utilización del espacio tri-dimensional . Refiriéndose ahora a la Figura 2 se muestra otra modalidad del dispositivo de conmutación óptica 110 de la - - presente invención que se adapta para funcionar con nueve entradas de fibra 112 instaladas en un sistema rectangular 3x3 y nueve salidas de fibra 114 instaladas en un segundo sistema rectangular 3x3. Este dispositivo de conmutación 110 es referido como un conmutador de matriz 9x9 debido a que puede conmutar una señal óptica a partir de cualquiera de las nueve entradas de fibra 112 instaladas en una matriz que tiene tres hileras y tres columnas para cualquiera de las nueve salidas de fibra 114 instaladas en una matriz que tiene tres hileras y tres columnas. Se apreciará que aunque se ilustra el conmutador de matriz 9x9, la presente invención contempla, en general, conmutadores de matriz MxN, en donde una señal óptica puede conmutarse a partir de cualquiera de las entradas de fibra M 112 hacia cualquiera de las salidas de fibra N 114 (M puede ser igual a N o pueden ser diferentes) . El dispositivo de conmutación óptica 110 incluye un primer sistema rectangular 3x3 120 de reflectores individuales 122 y un segundo sistema rectangular 3x3 130 de reflectores individuales 132. Cada uno de los reflectores individuales 122 del primer sistema 120 corresponde a una de las entradas de fibra separadas 112, y cada uno de los reflectores 132 del segundo sistema corresponde a una de las salidas de fibra separadas 114. Los reflectores 122, 132 son girables alrededor de al menos dos ejes ortogonales (aqui se ilustran el eje x y el eje z de los ejes referidos) a fin de que pueda conmutarse una señal óptica a partir de cualquiera de las nueve entradas de fibra 112 hacia cualquiera de las nueve salidas de fibra 114. Por ejemplo, una señal óptica emitida a partir del extremo de la entrada de fibra (1,1) 112 se propaga a lo largo de la trayectoria óptica 140 hacia el reflector (1,1) 122 del primer sistema 120. El reflector (1,1) 122 se gira hacia una orientación tal que la señal óptica se refleja a lo largo de una trayectoria óptica hacia el reflector apropiado 132 del segundo sistema que - - corresponde a la salida de fibra deseada 114. Por ejemplo, dependiendo de su orientación, el reflector (1,1) 122 del primer sistema puede reflejar la señal óptica a lo largo de las trayectorias ópticas 142, 144, 146, 148 hacia los reflectores (1,1), (1,3), (3,1) o (3,3) 132, respectivamente que son correspondientemente girados para reflejar la señal a lo largo de las trayectorias ópticas 150, 152, 154, 156, hacia las salidas de fibra (1,1), (1,3), (3,1) y (3,3) 114, respectivamente. Las trayectorias ópticas 150, 152, 154, 156 entre el segundo sistema 130 y las salidas de fibra 114 se encuentran en alineamiento substancial con los ejes que se extienden centralmente a partir de las salidas de fibra 114 correspondientes . Una implementación 16x16 ilustrada en la Figura 2 del dispositivo de conmutación óptica 110 se muestra en las Figuras 5 y 6. El primer sistema 120 de los reflectores 122 incluye un primer sujetador de espejo 124. Cada uno de los reflectores individuales 122 del primer sistema 120 se encuentra unido al primer sujetador de espejo 124 y es girable alrededor de al menos dos ejes ortogonales. El segundo sistema 130 de los reflectores 132 incluye un segundo sujetador de espejo 134. Cada uno de los reflectores 132 del segundo sistema 130 se une al segundo sujetador de espejo 134 y es girable alrededor de al menos dos ejes ortogonales. Cada una de las entradas y salidas de fibra óptica 112, 114 se asocian con una unidad formadora de haz de fibras separadas 170. Como se muestra en la vista lateral de la Figura 6, las unidades formadoras de haz de fibras 170 comprenden un extremo de fibra óptica 172 y una lente 174 colocada coaxial con el extremo de fibra óptica 172. Las unidades fomadoras de haz de fibras pueden incluir también una funda cilindrica 176 que se ajusta sobre el extremo de la fibra 172 y la lente 174. La lente 174 puede estar separada del extremo de fibra 172 o pueden estarse tocando, por ejemplo en el caso de una - - lente de índice Clasificado (GRIN (Graded Index) ) o una lente delgada. Cada lente 174 de las unidades formadoras de haz de fibras 170 asociadas con las entradas de fibra 112 concentran una señal óptica, tal como una luz visual o radiación infraroja, emitida a partir del extremo de fibra 172 de su entrada de fibra asociada 112 hacia un haz 180 incidente en el reflector 122 del primer sistema 120 que corresponde a la entrada de fibra asociada 112. Del mismo modo, cada lente 174 de las unidades formadoras de haz de fibras 170 asociadas con las salidas de fibra 114 reciben un haz 180 proveniente del reflector 132 del segundo sistema 130 que corresponde a la salida de fibra asociada 114 y concentra el haz de señal óptica 180 en el extremo de fibra 172 de la salida de fibra asociada 114. Para conmutar una señal óptica entre una entrada de fibra seleccionada 112 y una salida de fibra seleccionada 114, el reflector 122 del primer sistema 120 que corresponde a la entrada de fibra seleccionada 112 se gira a fin de que el haz de la señal óptica 180 proveniente de la lente 174 de la unidad formadora de haz de fibra 170, asociada con la entrada de fibra seleccionada 112, se refleje hacia el reflector 132 del segundo sistema 130 correspondiente a la salida de fibra seleccionada 114. El reflector 132 del segundo sistema 130 correspondiente a la salida de fibra seleccionada 114 se gira a fin de que refleje el haz 180 hacia la lente 174 de la unidad formadora de haz de fibras 170 asociada con la salida de fibra seleccionada 114. Como se observó anteriormente, es importante que el haz 180 de la señal óptica se propague a lo largo de una trayectoria óptica proveniente del reflector 132 del segundo sistema 130 hacia la lente 174 que se encuentra en alineamiento substancial con el eje de la salida de fibra seleccionada 114. Se observará también que el haz 180 proveniente de la fibra 112 se encuentra alineado con el espejo 122. La Figura 7 muestra uno de los reflectores 122, 132 - - del dispositivo de conmutación óptica 110 ilustrado en las Figuras 2, 5 y 6. Aunque pueden emplearse muchos diferentes tipos de reflectores que tienen propiedades de reflexión apropiadas, el reflector en la modalidad ilustrada es un espejo micro electro-mecánico de chip instalado, tal como aquellos fabricados por Texas Instruments. El espejo MEM 410 se construye de silicona y se instala en un chip MEM 412. El espejo 410 es capaz de controlar el movimiento rotacional en dos grados de libertad alrededor de dos ejes ortogonales 414 y 416. Los ejes ortogonales 414 y 416 se encuentran paralelos con la superficie del chip. La Figura 3 ilustra otra modalidad del dispositivo de conmutación óptica 210 de la presente invención. Como con la modalidad ilustrada en la Figura 2, este dispositivo de conmutación óptica utiliza espacio tri-dimensional y es también un conmutador de matriz 9x9 para conmutar las señales ópticas a partir de cualquiera de las nueve entradas de fibra 212 instaladas en una matriz que tiene tres hileras y tres columnas hacia cualquiera de las nueve salidas de fibra 214 instaladas en una segunda matriz que tiene tres filas y tres columnas. Sin embargo, debe apreciarse que el dispositivo de conmutación óptica 210 ilustrado en la Figura 3, puede ser en general un conmutador de matriz MxN. El dispositivo de conmutación óptica 210 incluye un primer sistema rectangular 3x3 220 de nueve reflectores 222, un segundo sistema rectangular 3x3 230 de nueve reflectores, un tercer sistema rectangular 3x3 240 de nueve reflectores 242 y un cuarto sistema rectangular 3x3 250 de nueve reflectores 252. Cada uno de los reflectores 222 del primer sistema 220 corresponde a una de las entradas de fibra separadas 212 y cada uno de los reflectores 252 del cuarto sistema 250 corresponde a una de las salidas de fibra separadas 214. Para permitir la conmutación de una señal proveniente de cualquiera de las entradas de fibra 212 hacia cualquiera de las salidas de fibra 214, cada uno de los - - reflectores 222, 242 del primer y tercer sistemas 220, 240, son girables alrededor de un eje de rotación paralelo con el eje z de referencia ilustrado; y cada uno de los reflectores 232, 252 del segundo y tercer sistemas 230, 250 son girables alrededor de un eje de rotación paralelo al eje x de referencia ilustrado. Los reflectores 222, 232, 242, 252 pueden ser del mismo tipo como aquellos ilustrados en la figura 7, con la excepción de que ellos necesitan estar libres únicamente para la rotación alrededor de un eje. Los siguientes ejemplos ilustran cómo el dispositivo de conmutación óptica 210 conmuta una señal óptica proveniente de cualquiera de las entradas de fibra 212 hacia cualquiera de las salidas de fibra 214. Una señal óptica proveniente de la entrada de fibra (1,1) 212 se propaga a lo largo de la trayectoria óptica 260 hacia el reflector (1,1) 222 del primer sistema 220. Para conmutar la señal hacia la salida de fibra (1,1) 214, el reflector (1,1) 222 del primer sistema 220, el reflector (1,1) 232 del segundo sistema 230, el reflector (1,1) 242 del tercer sistema 240 y el reflector (1,1) 252 del cuarto sistema 250 se gira cada uno hacia orientaciones apropiadas de manera que la señal óptica se refleje a lo largo de las trayectorias ópticas 262, 272, 282, 292 provenientes del reflector (1,1) 222 del primer sistema 220 hacia el reflector (1,1) 232 del segundo sistema 230 hacia el reflector (1,1) 242 del tercer sistema 240 hacia el reflector (1,1) 252 del cuarto sistema 250 hacia la salida de fibra (1,1) 214. Para conmutar la señal hacia la salida de fibra (1,3) 214, el reflector (1,1) 222 del primer sistema 220, el reflector (1,1) 232 del segundo sistema 230, el reflector (1,1) 242 del tercer sistema 240 y el reflector (1,3) 252 del cuarto sistema 250 se gira cada uno a orientaciones apropiadas de manera que la señal óptica se refleje a lo largo de las trayectorias ópticas 262, 272, 284, 294 provenientes del reflector (1,1) 222 del primer sistema 220 hacia el reflector (1,1) 232 del - - segundo sistema 230, hacia el reflector (1,1) 242 del tercer sistema 240, hacia el reflector (1,3) 252 del cuarto sistema 250 hacia la salida de fibra (1,3) 214. Para conmutar la señal hacia la salida de fibra (3,1) 214, el reflector (1,1) 222 del primer sistema 220, el reflector (3,1) 232 del segundo sistema 230, el reflector (3,1) 242 del tercer sistema 240 y el reflector (3,1) 252 del cuarto sistema 250 se giran cada uno hacia orientaciones apropiadas de manera que la señal óptica se refleje a lo largo de las trayectorias ópticas 266, 276, 286, 296 provenientes del reflector (1,1) 222 del primer sistema 220 hacia el reflector (3,1) 232 del segundo sistema 230, hacia el reflector (3,1) 242 del tercer sistema 240, hacia el reflector (3,1) 252 del cuarto sistema 250 hacia la salida de fibra (3,1) 214. Para conmutar la señal hacia la salida de fibra (3,3) 214, el reflector (1,1) 222 del primer sistema 220, el reflector (3,1) 232 del segundo sistema 230, el reflector (3,1) 242 del tercer sistema 240 y el reflector (3,3) 252 del cuarto sistema 250 se giran cada uno a orientaciones apropiadas de manera que la señal óptica se refleje a lo largo de las trayectorias ópticas 266, 276, 288, 298 provenientes del reflector (1,1) 222 del primer sistema 220 hacia el reflector (3,1) 232 del segundo sistema 230, hacia el reflector (3,1) 242 del tercer sistema 240, hacia el reflector (3,3) 252 del cuarto sistema 250 hacia la salida de fibra (3,3) 214. Es importante observar que las trayectorias ópticas 292, 294, 296, 298 entre los reflectores 252 del cuarto sistema 250 y las salidas de fibra 214 se encuentran en alineamiento substancial con los ejes que se extienden centralmente provenientes de las salidas de fibras 214 correspondientes. Refiriéndose ahora a la Figura 8, se muestra una modalidad adicional del dispositivo de conmutación óptica 310 de la presente invención. El dispositivo de conmutación óptica 310 también utiliza tres dimensiones y se adapta para conmutar una señal óptica entre cualquiera de las diversas - - fibras 312 y cualquiera otra de las fibras 312 en donde las fibras 312 se instalan en un sistema simple. Aunque se representa un sistema lineal 1x4 de fibras 312, el dispositivo de conmutación óptica 310 puede adaptarse para utilizarse con un sistema rectangular u otro planar de fibras 312. Debe apreciarse que cada una de las fibras 312 puede funcionar como una fibra de transmisión y una fibra de recepción dependiendo de la dirección de propagación de la señal óptica. Asi, el dispositivo de conmutación 310 representado en la figura 8 puede ser referido como un conmutador de sistema de matriz 4x4 debido a que puede conmutar una señal óptica proveniente de cualquiera de las cuatro fibras 312 y hacia cualquier otra de las cuatro fibras 312. El dispositivo de conmutación óptico 310 incluye un sistema 320 de reflectores girables 322 y un reflector fijo 324 que se fija con relación al sistema 320 de los reflectores giratorios 322. Cada uno de los reflectores giratorios 322 corresponde a una de las fibras separadas 312. Los reflectores giratorios pueden ser del tipo mostrado en la figura 7. El dispositivo de conmutación óptica 310 incluye también unidades formadoras de haz de fibras 370 comprendidas de fundas cilindricas 376 que encierran los extremos de las fibras ópticas (no mostradas) y las lentes (no mostradas) . Una unidad de haz de fibras separadas 370 se asocia con cada una de las fibras 312. Una señal óptica proveniente de cualquiera de las fibras 312 se conmutan a otra cualquiera de las fibras 312 de la siguiente manera. Una señal óptica proveniente de por ejemplo, la fibra (1,1) 312 se propaga a lo largo de la trayectoria óptica 330 entre la unidad formadora de haz de fibras 370 asociada con la fibra (1,1) 312 y el reflector girable (1,1) 322. El reflector girable (1,1) 322 se gira de manera que la señal óptica se refleje hacia el reflector fijo 324 a lo largo de la trayectoria óptica 340. El reflector - - fijo 324 refleja la señal óptica a lo largo de la trayectoria óptica 350 hacia el reflector girable (1,3) 322. El reflector girable (1,3) 322 se gira de manera que refleje la señal óptica a lo largo de la trayectoria óptica 334 hacia la unidad formadora de haz de fibras 370 asociada con la fibra (1,3) 312. De manera similar, una señal óptica proveniente de la fibra (1,2) 312 se propaga a lo largo de la trayectoria óptica 332 hacia el reflector girable (1,2) 322, que se gira a fin de que la señal óptica se refleje a lo largo de la trayectoria óptica 342 hacia el reflector fijo 324. El reflector fijo 324 refleja la señal óptica a lo largo de la trayectoria óptica 352 hacia el reflector girable (1,4) 322 que se gira de manera que la señal óptica se refleje a lo largo de la trayectoria óptica 336, la unidad formadora de haz de fibras 370 asociada con la fibra (1,4) 312. Las trayectoria ópticas 330, 332, 334, 336 entre los reflectores girables 322 y las unidades formadoras de haz de fibras 370 asociadas con sus fibras correspondientes 312 se encuentran en alineación substancial con los ejes que se extienden centralmente desde las fibras 312 correspondientes. Unidades Formadoras de Haz Concentrado Como se observó anteriormente, las modalidades ilustradas pueden incluir una unidad formadora de haz asociada con cada entrada y salida de fibra para formar las señales ópticas hacia los haces. Tales unidades formadoras de haz de fibras forman preferentemente las señales ópticas en haces concentrados como opuestos a colimados u otras señales divergentes. Las Figuras 9 y 10 ilustran las diferencias entre una señal , colimada 510 formada por una unidad formadora colimada 512 y un haz concentrado 520 formado por una unidad formadora de señal concentrada 522. Como se muestra en la Figura 9, una primer unidad formadora de haz colimado 512A incluye una fuente, tal como un extremo de fibra óptica 514, a partir de la cual, una señal óptica, tal como luz - - infraroja, se emite y una lente de colimado 516. Ya que el extremo de fibra óptica 514 no es una fuente puntual infinitesimalmente pequeña, los rayos de luz provenientes de diferentes puntos en el extremo de fibra óptica 514, tal como los rayos 518A 518B, 518C, inciden en la superficie de la lente de colimación 516 frente al extremo de fibra óptica 514. La lente de colimación 516 dirige los rayos 518A, 518B, 518C de manera que los rayos provenientes de un punto particular en el extremo de la fibra óptica 514 salgan de la lente 514 de manera paralela. Como puede observarse en la Figura 9, debido a que cada uno de los rayos 518A, 518B, 518C, salen de la lente 514 de manera paralela, muchas de las señales ópticas no incidirán en la lente 516 de la segunda unidad formadora de haz de fibras 512B a la cual se dirige la señal óptica provocando que mucha de la señal óptica se pierda. La Figura 10 muestra un haz concentrado 520 formado por una primer unidad formadora de haz concentrado 522A. La primer unidad formadora de haz concentrado 522A incluye una fuente, tal como un extremo de fibra óptica 524, a partir de la cual se emite una señal óptica, tal como luz infraroja y una lente concentrada 526. Como con la unidad formadora de haz de colimación 512A, los rayos de luz provenientes de diferentes puntos en el extremo de fibra óptica 524, tal como los rayos 528A 528B, 528C, inciden en la superficie de la lente concentrada 526 frente al extremo de fibra óptica 524. En vez de dirigir los rayos 528A, 528B, 528C desde cada punto en forma paralela, la lente concentrada 526 dirige los rayos 528A, 528B, 528C de manera que los rayos provenientes de un punto particular del extremo de la fibra óptica 524 convergen en un punto en la superficie de la lente concentrada 526 de la segunda unidad formadora de haz concentrado 522B a la cual se dirige la señal óptica. Asi, muchas de las señales ópticas alcanzan su destino propuesto y la pérdida de señal se minimiza.

- - En la Figura 11 se muestra un sistema simétrico de unidades formadoras de haz de fibras concentradas substancialmente idénticas 522A, 522B donde las fibras en cada lado tienen el mismo diámetro de abertura óptica, d y abertura numérica N.A. Tal sistema simétrico se prefiere a fin de facilitar la eficiencia de transmisión óptima de la señal óptica entre las unidades formadoras de haz de fibras concentrada 522A, 522B. En general, la eficiencia de transmisión de la señal óptica óptima, se logra cuando se satisfacen substancialmente las siguientes tres ecuaciones, dadas ciertas restricciones prácticas tales como adaptar diferentes longitudes de trayectoria a través de la interface del conmutador para combinaciones de conmutación de diferentes fibras de entrada a fibras de salida. D = 2u-tan(sen~1(N.A.) )+d 1/f = 1/v + 1/u d/u = D/v D es la abertura óptica efectiva de las lentes de concentración 526. La distancia entre la lente 526 y el extremo de fibra óptica 524 de la primer unidad formadora de haz concentrado 522A, asi como la distancia entre la lente 526 y el extremo de fibra óptica 524 de la segunda unidad formadora de haz concentrado 522B, es u. La distancia entre la lente 526 de la primer unidad formadora de haz concentrado 522A y la lente 526 de la segunda unidad formadora de haz concentrado 522B, es v. Se apreciará que el valor de v puede variar dependiendo de la combinación de conmutación particular bajo consideración y, a este respecto, la funcionalidad de concentración descrita en la presente se entenderá como que comprende tales variaciones a partir de la verdadera funcionalidad de concentración según sea deseable para adaptar los diseños de conmutador prácticos. NA es la abertura numérica de los extremos de fibra óptica 524 y f es la longitud focal de las lentes 526. Se asume una aproximación de lente delgada y también se asume que D»d.

- - Además, si el haz portado en las fibras ópticas es un haz Gaussiano, el valor efectivo de d, D y NA se determinan en una base de irradiación 1/e2. Alineamiento Substancial En las modalidades descritas arriba, se nota que cuando la señal óptica se dirige al extremo de la fibra y/o la unidad formadora de haz de fibras asociada con el extremo de la fibra, se propagará a lo largo de una trayectoria óptica que tiene un eje que se encuentra en alineación substancial con un eje que se extiende centralmente desde el extremo de la salida de la fibra y/o la lente de la unidad formadora de haz de fibras asociada con la salida de la fibra y que pasará dentro del diámetro efectivo de la abertura óptica de la unidad formadora de haz. Aquellos expertos en la materia apreciarán que es suficiente tener el alineamiento substancial donde el ángulo, si lo hay, entre el eje de la trayectoria óptica y el eje que se extiende desde la salida de la fibra y/o la lente es substancialmente más pequeño que N.A. de la fibra, y la trayectoria pasa a través del diámetro efectivo de la abertura óptica de la unida formadora de haz. Esto puede entenderse mejor mediante la referencia a las Figuras 12-14. La Figura 12 es una vista en sección transversal de una fibra 600. La fibra incluye un núcleo 602 para transportar la señal óptica rodeada por el revestimiento 604. Con objeto de transmitir eficientemente las señales ópticas a lo largo de la longitud de la fibra 600, es deseable proporcionar un grado elevado de reflectividad en la interface núcleo/revestimiento 606, por ejemplo, al formar el núcleo 602 y el revestimiento 604 a partir de materiales que tienen Índices que difieren de la refracción o que de otro modo proporcionan un recubrimiento reflectivo. Como se muestra en la Figura 12, la interface ilustrada 606 tiene un ángulo critico tal, que los rayos ópticos 608 que tienen un ángulo de incidencia menor que el ángulo critico, se transmiten a través del núcleo 602 y, los rayos 610 que - - tienen un ángulo de incidencia mayor que el ángulo critico no se transmiten a través del núcleo 602. Este ángulo critico define el ángulo de "aceptación" de la fibras 600, a, el similar del cual se desea como la abertura numérica de la fibra. La Figura 13 muestra la geometría de la fibra 600 y de la lente 612. Como se muestra, un diámetro efectivo de la abertura óptica, D, de la lente 612 se define por el diámetro de la abertura óptica d, del núcleo de la fibra 602 y la abertura numérica NA. Específicamente, como se anotó arriba: D = 2u-tan(sen_1(N.A. ) )+d Físicamente, esto significa que las señales transmitidas a partir de la fibra 600 pasarán dentro del área definida por D. De manera inversa, las señale ópticas entrantes que se encuentran substancialmente alineadas con al eje de la fibra antes dé que entre a la lente y que pase dentro del área definida por D se aceptará substancialmente por la fibra 600. Refiriéndose a la Figura 14, se muestra una geometría de imagen de acuerdo con la presente invención. Para propósitos de ilustración, se muestra una trayectoria óptica recta (no doblada) que conecta las fibras primera y segunda y las unidades de dirección de haz, por ejemplo, se omiten los sistemas de espejo. Como se describió arriba, la primer unidad formadora de haz 700 preferentemente refleja el núcleo 702 de la primer fibra 704 en el diámetro efectivo D2 de la segunda unidad de dirección de haz 706. De manera similar, la segunda unidad de dirección de haz 706 refleja preferentemente el núcleo 708 de la segunda fibra 710 sobre el diámetro efectivo Di de la primer unidad formadora de haz 700. Se apreciará que, en el caso del conmutador NXN, la longitud de la trayectoria óptica entre las unidades formadoras de haz, v, puede variar un poco, dependiendo de la conexión particular. Sin embargo, la reflexión substancial puede lograrse, para todas las conexiones siempre que la - - variación de v de trayectoria a trayectoria se minimice, preferentemente a menos de aproximadamente 10%. Esto puede lograrse, por ejemplo, al incrementar la magnitud de v con relación a la dimensión de los sistemas de fibra. Cuando se emplean trayectorias ópticas dobladas, la reflexión substancial puede lograrse en conmutadores razonablemente compactos. Como se muestra en la Figura 14, la unidad formadora de haz 700 refleja el núcleo 702 sobre la unidad formadora de haz 706 y la unidad formadora de haz 706 refleja el núcleo 708 sobre la unidad formadora de haz 700. Esto se representa gráficamente por las flechas y las flechas invertidas mostradas en la Figura. Esto se lleva a cabo al satisfacer las relaciones matemáticas/geométricas establecidas arriba. Tal reflexión mejora la eficiencia óptica del conmutador. Aunque se han descrito en detalle varias modalidades de la presente invención, es aparente que se les ocurrirá modificaciones y adaptaciones adicionales de la invención a aquellos expertos en la materia. Sin embargo, se entiende expresamente que tales modificaciones y adaptaciones se encuentran dentro del espíritu y alcance de la invención.

Claims

- - NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se reclama como propiedad y por lo tanto se considera como novedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Un conmutador óptico que comprende: una pluralidad de fibras ópticas para utilizarse en la transmisión de señales ópticas; una pluralidad de dispositivos de formación de haz que tienen cada uno una abertura óptica, estando cada uno de los dispositivos de formación de haz ópticamente asociados con una correspondiente de la pluralidad de fibras ópticas, estando las fibras y los dispositivo de formación de haz configurados de manera que cada uno de los dispositivo de formación de haz puede reflejar una abertura óptica de una correspondiente de las fibras en la abertura óptica de otro de los dispositivo de formación de haz que corresponde a otra de las fibras; una pluralidad de dispositivos de dirección de haz, estando cada uno de los dispositivos de dirección de haz ópticamente asociado con una correspondiente de la pluralidad de fibras ópticas, siendo los dispositivos de dirección de haz operativos para establecer una conexión óptica entre una primer fibra de las fibras ópticas y una segunda de las fibras ópticas al dirigir los haces desde la primer fibra hacia la segunda fibra y dirigir los haces desde la segunda fibra hacia la primer fibra a fin de permitir la comunicación bi-direccional entre la primera y la segunda fibras; siendo además los dispositivos de dirección de haz operativos para establecer la conexión entre la primera y segunda fibras de manera que, en una abertura óptica de cada una de las fibras primera y segunda, cualquier ángulo entre un eje de un haz que entra o que sale de una respectiva de las fibras primera y segunda y un eje de las respectivas primera y segunda fibras, es menor que la abertura numérica - - de la respectiva de la primera y segunda fibras. 2. Un conmutador óptico como se establece en la reivindicación 1, en donde cada uno de los dispositivos de dirección de haz es un espejo girable alrededor de al menos un eje. 3. Un conmutador óptico como se establece en la reivindicación 2, en donde el espejo se incluye en un chip MEM. 4. Un conmutador óptico como se establece en la reivindicación 1, en donde la pluralidad de fibras ópticas se instala en un sistema frente a un espejo fijo a fin de permitir la interconexión entre cualquier par de fibras. 5 Un conmutador óptico como se establece en la reivindicación 1, en donde la pluralidad de fibras ópticas se instala en los sistemas primero y segundo a fin de permitir la interconexión entre cualquier fibra del primer sistema y cualquier fibra del segundo sistema. 6. Un dispositivo de conmutación óptica para dirigir las señales ópticas entre un primer extremo de fibra óptica de entrada de una pluralidad de extremos de fibra óptica de entrada y una pluralidad de extremos de fibra óptica de salida, comprendiendo el dispositivo de conmutación óptica: una pluralidad de unidades de dirección de haz, cada uno dispuesto ópticamente con relación a uno correspondiente de la pluralidad de extremos de fibra óptica de salida para recibir una señal óptica transmitida desde el primer extremo de fibra óptica de entrada y dirigir la señal óptica hacia una correspondiente de la pluralidad de extremos de fibra de salida a lo largo de una trayectoria óptica que tiene un eje de trayectoria que se encuentra en alineamiento substancial con un eje de fibra que se extiende centralmente desde el correspondiente extremo de fibra de salida. 7. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 6, en donde cualquier ángulo entre el eje de - - trayectoria y el eje de fibra es menor que una abertura numérica de una fibra de salida asociada con el correspondiente extremo de fibra de salida. 8. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 6, en donde la unidad de dirección de haz comprende : primeros medios de reflexión, asociados con el primer extremo de fibra de entrada, para recibir la señal óptica proveniente del primer extremo de fibra de entrada y reflejar la señal óptica en un ángulo determinado mediante la orientación de los primeros medios de reflexión; y segundos medios de reflexión, asociados con el correspondiente extremo de fibra de salida, para recibir la señal óptica reflejada mediante los primeros medios de reflexión y reflejar la señal óptica a lo largo de una trayectoria óptica que tiene un eje que se extiende entre los segundos medios de reflexión y el correspondiente extremo de fibra de salida, estando orientados los segundos medios de reflexión de manera que el eje de la trayectoria óptica se encuentra en alineamiento substancial con la fibra. 9. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 8, en donde los medios de reflexión primero y segundo son espejos. 10. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 8, en donde los medios de reflexión primero y segundo se encuentran colocados en una pluralidad de orientaciones . 11. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 8, en donde los medios de reflexión primero y segundo son girables alrededor de al menos un eje de rotación hacia una pluralidad de orientaciones. 12. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 8, que comprende además: primeros medios de formación de haz, colocados entre el primer extremo de fibra de entrada y el primer medio - - de reflexión, para formar una señal óptica emitida desde el primer extremo de fibra de entrada hacia una señal óptica de haz concentrado dirigido en los primeros medios de reflexión; y segundos medios de formación de haz, colocados entre los correspondientes de los extremos de fibra de salida y los segundos medios de reflexión, para recibir la señal óptica de haz concentrado proveniente de los segundos medios de reflexión y concentrar la señal óptica del haz concentrado en el correspondiente de los extremos de fibra de salida. 13. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 8, que comprende además: terceros medios de reflexión, fijos con relación a los primeros y segundos medios de reflexión para recibir la señal óptica reflejada proveniente de los primeros medios de reflexión y que reflejan además la señal óptica hacia los segundos medios de reflexión. 14. Un dispositivo de conmutación óptica para dirigir las señales ópticas entre una pluralidad de fibras ópticas de entrada y salida, el dispositivo de conmutación óptica comprende: medios de reflexión para reflejar una señal óptica incidente en los mismos, en un ángulo determinado por la orientación de los medios de reflexión; un primer sistema de una pluralidad de medios de reflexión; y al menos un sistema adicional de una pluralidad de medios de reflexión; en donde la señal óptica emitida a partir de una fibra de entrada seleccionada se dirige hacia una fibra de salida seleccionada donde una combinación de un medio de reflexión seleccionado del primer sistema y un medio de reflexión seleccionado de cada uno de los sistemas adicionales se encuentran en respectivas orientaciones predeterminadas. - - 15. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 14, en donde los medios de reflexión se colocan en una pluralidad de orientaciones. 16. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 14, en donde los medios de reflexión son girables alrededor de al menos un eje de rotación a una pluralidad de orientaciones. 17. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 14, en donde los medios de reflexión son espejos. 18. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 14, en donde los medios de reflexión incluyen un par de ejes de rotación ortogonales alrededor de los cuales los medios de reflexión son girables a una pluralidad de orientaciones. 19. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 14, en donde al menos un sistema adicional comprende los sistemas segundo, tercero y cuarto de una pluralidad de medios de reflexión. 20. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 19, en donde cada uno de los medios de reflexión de los sistemas primero y tercero incluyen un eje de rotación alrededor del cual los medios de reflexión de los sistemas primero y tercero son girables a una pluralidad de orientaciones y cada uno de los medios de reflexión de los sistemas segundo y cuarto incluyen un eje de rotación al rededor del cual los medios de reflexión de los sistemas segundo y cuarto son girables a una pluralidad de orientaciones, siendo ortogonales los ejes de rotación de los medios de reflexión de los sistemas primero y tercero a los ejes de rotación de los sistemas segundo y cuarto. 21. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 14, que comprende además: medios de formación de haz, asociados con cada fibra de entrada y colocados entre el extremo y su fibra de - - entrada asociada y el primer sistema, para formar una señal óptica emitida desde el extremo de su fibra de entrada asociada en una señal óptica de haz concentrado dirigida en uno correspondiente de los medios de reflexión del primer sistema; y medios de formación de haz, asociados con cada fibra de salida y colocados entre el extremo y su fibra de salida asociada y al menos uno de los al menos un sistema adicional, para recibir la señal óptica de haz concentrado proveniente de uno de los medios de reflexión de al menos uno de al menos un sistema adicional que corresponde a su fibra de salida asociada y concentrar la señal óptica del haz concentrado en el extremo de su fibra de salida asociada. 22. Un dispositivo de conmutación óptica para dirigir las señales ópticas entre los extremos de la pluralidad de fibras ópticas, el dispositivo de conmutación óptica comprende: medios de reflexión para reflejar una señal óptica incidente en el mismo, en un ángulo determinado mediante la orientación de los medios de reflexión; un sistema de una pluralidad de medios de reflexión; y medios adicionales para reflejar una señal óptica entre uno de los medios de reflexión del sistema hacia un segundo medio de reflexión del- sistema; en donde, cuando una combinación de dos de los medios de reflexión del sistema se encuentran en respectivas orientaciones predeterminadas, una señal emitida desde el extremo de una fibra óptica se dirige hacia un extremo de una segunda fibra óptica por medio de combinación. 23 f El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 22, en donde los medios de reflexión son colocables en una pluralidad de orientaciones. 24. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 22, en donde los medios de reflexión son - - girables alrededor de al menos un eje de rotación hacia una pluralidad de orientaciones. 25. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 22, en donde los medios de reflexión son espejos. 26. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 22, en donde los medios de reflexión incluyen un para de ejes de rotación ortogonales al rededor de los cuales los medios de rotación son girables a una pluralidad de orientaciones. 27. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 22, en donde los medios adicionales son un espejo fijo con relación al sistema. 28. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 22, que comprende además: medios de formación de haz para formar una señal óptica en un haz concentrado asociado con cada fibra óptica y colocado entre el extremo de su fibra asociada y el sistema de manera que una señal óptica emitida desde el extremo de su fibra asociada se concentra en uno correspondiente de los medios de reflexión del sistema. 29. Un conmutador óptico para dirigir una señal óptica entre un primer extremo de fibra y un segundo extremo de fibra seleccionado de una pluralidad de fibras de salida, el conmutador óptico comprende: primeros medios de concentración, colocados en relación espacial conocida hacia el primer extremo de fibra, para recibir la señal óptica a partir del extremo de fibra de entrada y formar un haz concentrado, en donde el haz concentrado incluye rayos que convergen para crear una imagen de la primer fibra en el segundos medios de concentración; el segundo medio de concentración se encuentra reflejando el extremo de la segunda fibra sobre el primer medio de concentración; la unidad de dirección de haz, colocada ópticamente - - con relación al medio de concentración para recibir el haz concentrado, para dirigir selectivamente el haz concentrado con relación al segundo extremo de fibra seleccionada a fin de conectar ópticamente el primer extremo de fibra y el extremo de fibra de salida seleccionado para la transmisión de la señal óptica entre los mismos. 30. El conmutador óptico de la reivindicación 29 que comprende además : segundos medios de concentración, colocados en relación espacial conocida al extremo de la fibra de salida seleccionado, para recibir el haz concentrado proveniente de la unidad de dirección de haz y concentrar el haz concentrado en el extremo seleccionado de la fibra de salida. 31. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 30, en donde el primer medio de concentración es una primera lente que tiene una primer superficie frente al extremo de fibra de entrada y una segunda superficie frente a la primer superficie opuesta de la primer lente, y el segundo medio de concentración es una segunda lente que tiene una primer superficie frente al extremo de la fibra de salida y una segunda superficie frente a la primer superficie opuesta de la segunda lente. 32. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 31, en donde con D que represente la abertura efectiva de la primera y segunda lentes, u que representa la distancia entre la primer lente y el extremo de fibra de entrada y la distancia entre la segunda lente y el extremo de la fibra de salida, v que representa la distancia entre la primera y segunda lentes, NA que representa la abertura numérica de los extremos de fibra de entrada y salida, y f que representa la longitud focal de la primera y segunda lentes, se satisfacen las siguientes ecuaciones: D = 2u-tan(sen~1(N.A.) )+d 1/f = 1/v + 1/u d/u = D/v - - cuando se asume una aproximación de lente delgada. 33. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 29, en donde la unidad de dirección de haz comprende un primer reflector y un segundo reflector. 34. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 33, en donde los reflectores son espejos micro electro-mecánicos . 35. El dispositivo de conmutación óptica de la reivindicación 34, en donde cada uno de los espejos es girable al menos al rededor de un eje. 36. Un método de conmutación de una señal óptica entre el extremo de una fibra de entrada y el extremo de una fibra de salida, el método comprende: formar la señal emitida desde el extremo de la fibra de entrada hacia un haz concentrado en donde los rayos de la señal óptica emitidos desde un punto en el extremo de la fibra de entrada se dirigen de manera convergente; dirigir el haz concentrado hacia el extremo del extremo de la fibra de salida de manera que, antes de alcanzar el extremo de la fibra de salida, el eje central del haz concentrado se encuentre substancialmente alineado con un eje que se extiende centralmente desde el extremo de la fibra de salida; y recibir el haz concentrado en el extremo de la fibra de salida. 37. El método de la reivindicación 36, en donde en la etapa de formación, se emplea una primera unidad formadora de haz concentrado, y en la etapa de recepción se emplea una segunda unidad de formación de haz concentrado, siendo la primera y segunda unidades formadoras de haz concentrado substancialmente idénticas y juntas comprenden una unidad simétrica de haz concentrado. 38. El método de la reivindicación 36, en donde en la etapa de dirigir, el ángulo entre el eje central del haz concentrado y el eje que se extiende centralmente desde el - - extremo de la fibra de salida es menor que la abertura numérica de la fibra de salida. 39. El método de la reivindicación 36, en donde en la etapa de dirigir, se emplean al menos dos reflectores.