SE500850C2 - Optisk omkopplare - Google Patents

Description

U1 lO 15 20 25 30 CO (Yi 2 kopplaren uppvisar sidoskiftning av optofibrerna.

Ett annat exempel på en optisk omkopplare visas i US Patent 4 033 669 i namnet Hanson daterad den 5 juli 1977.

I Hansons skrift kvarhåller och linjerar ett flertal parallella stänger ett flertal fibrer. Fibrerna (såsom element 23, 25 och 27 i fig 3 i Hansons skrift) bibehålls i det mellanrum som avgränsas av motstående ytor av stängerna (såsom stängerna 24a-24e i fig 3 i Hansons skrift). Såsom mer fullständigt beskrivs i texten till Hansons patent påverkar linjering av vissa stänger och förflyttning av stängerna linjeringen och omkopplingen av optofibrerna.

Optofiberomkopplare visas och beskrivs också i US Patent 4 245 885 och 4 229 068. Båda dessa patent bär i namnet T.R.W, Inc. i Cleveland, Ohio, och visar en konst- ruktion där ett flertal stänger avgränsar ett flertal inre kanaler i vilka optofibrer är placerade.

I US Patent 4 245 885 visas optofibrer 24 positione- rade i inre kanaler 76, 78, 80, 82, 84 och 86. I US Patent 4 229 068 visas optofibrerna i fig 3 som nummer 93, 95, 97, 99, 101, 103, 105 och 107. Fibrerna visas i de inre utrymmen som avgränsas mellan en gemensam central stång 46 och ett flertal omkretsstänger 91. En alternativ utfö- ringsform visas i fig 6 i US Patent 4 229 068, där opto- fibrerna 176 är anordnade i de inre kanalerna som avgrän- sas mellan omkretsstänger 174 och ett yttre hölje 178. I US Patent 4 245 885 och 4 229 068 utförs omkopplingen mel- lan optofibrer genom rotation av fiberuppsättningarna kring en gemensam axel.

Trots ovannämnda förgreningsdon och omkopplare enligt teknikens ståndpunkt finns ett fortsatt behov av ökad design av optofiberförgreningsdon och omkopplare. Detta behov uppstår från den höga kostnad som är associerad med många utformningar enligt teknikens ståndpunkt. Optofiber- omkopplare och -förgreningsdon behöver masstillverkas på ett sätt som kommer att ha låga tillverkningskostnader och ändå medge höga prestanda hos en färdig produkt. Prestanda 10 15 20 25 30 35 500 850 3 hos optiska omkopplare försvagas allvarligt där en om- kopplare inte kan linjera motstáende optofibrer inom före- skrivna toleransgränser. Dessutom är det önskvärt att ut- formningen medger användning av optokopplingshöjande tek- niker (såsom användningen av indexanpassande fluider) för att förbättra optiska prestanda.

Behovet av höga toleranser i optisk linjering förstås bäst med hänvisning till de små dimensioner som är invol- verade i optofibrer. T ex kan en singelmodsfiber ha en yttre diameter av 125 mikron med en optisk kärna som har en diameter av ca lO mikron.

För att åstadkomma hög prestanda hos den optiska kopplingen mellan motstående fibrer måste fibrernas kärnor vara i motstående, koaxiell linjering med en hög tolerans- grad. T ex där axlarna hos motstàende optofibrer är för- skjutna en mikron, motsvarar en mikrons fel linjeringen ca 1 dB. Vid fastställning av prestandainverkan är 3 dB unge- fär ekvivalent med 50% effektförlust. Det anses allmänt att fellinjering överstigande 3 mikron inte är accepta- belt. Hittills har omkopplarutformningar som kan till- mötesgå denna höga toleransgrad under bibehållande av vä- sentligen låga tillverkningskostnader varit svåra att få tag i.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning ástadkommes en optisk omkopplare för ett system inkluderande signaler som överförs över ett flertal opto- fibrer. Omkopplaren innefattar en första signalöverförande optofiber som avslutas vid en första uttagsände; en andra signalöverförande optofiber som avslutas vid en andra uttagsände; första organ för upprätthållande av den första opto- fibern med den första uttagsänden anordnad på litet av- stånd från en förutbestämd första axel och med den första optofibern vridbar kring den första axeln; andra organ för hållande av den andra optofibern;_ CH 10 15 20 25 30 35 CO Cfi 4 linjeringsorgan för linjering av den första fibern med den andra fibern, med första fibern vridbar kring axeln mellan åtminstone ett första och ett andra vinkel- mässigt förskjutet läge, under noggrant bibehållande av den första uttagsänden pà litet avstånd fràn axeln; att den första och den andra uttagsänden är samverks- mässigt linjerade till att vara optiskt kopplade då den första fibern är vinkelmässigt förskjuten kring den första axeln i det första vinkelmässigt förskjutna läget och att den första och den andra uttagsänden är optiskt okopplade då den första fibern är vinkelmässigt förskjuten kring den första axeln till det andra vinkelmässigt förskjutna läget.

Fig l är en tvärsektion i planvy av en optisk omkopp- lare enligt föreliggande uppfinning. 2 är en förstorad vy av motstáende fiberuppsätt- en omkopplare enligt föreliggande uppfinning. 3 4 5 alternativ Fig 6 Fig 7 Fig 8 placering av optofibrer i en omkopplare enligt föreliggan- Fig ningar i Fig är en vy längs linjen 3-3 i fig 2.

Fig är en vy längs linjen 4-4 i fig 2.

Fig är en vy liknande den i fig 2 som visar en utföringsform av föreliggande uppfinning. är en vy tagen längs linjen 6-6 i fig 5. är en vy tagen längs linjen 7-7 i fig 5. är en schematisk presentation som visar vrid- de uppfinning.

Fig 9 är en perspektivvy av föreliggande uppfinning och visar omkopplarstommar som hálls av en kopplare med delat hölje.

Fig 10 visar en liknande vy som fig 2 och 5 och visar en alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig ll är en vy tagen längs linjen ll-ll i fig 10.

Fig 12 är en vy tagen längs linjen 12-12 i fig 10.

Fig 13 är en vy liknande fig 2, 5 och 10 och som visar ytterligare en annan utföringsform av föreliggande uppfinning. lO 15 20 25 30 35 500 850 5 Fig 14 är en vy tagen längs linjen 14-14 i fig 13.

Fig 15 är en vy tagen längs linjen 15-15 i fig 13.

Med hänvisning till det flertal fig i vilka identiska element är numrerade identiskt kommer en beskrivning av den föredragna utföringsformen av föreliggande uppfinning nu att presenteras med hänvisning till en optisk omkopp- lare 10. Omkopplaren 10 innefattar en första omkopplar- stomme 12 och en andra omkopplarstomme 14.

De bàda omkopplarstommarna 12, 14 är identiska och är ástadkomna i form av en keramisk propp med väsentligen cy- lindrisk konfiguration. Borrningar 16 och 18 sträcker sig axiellt genom stommarna 12 respektive 14. Stommarna 12 och 14 avslutas vid uttagsaxialytor 12' respektive 14'.

Såsom visas i fig 1 inkluderar borrningarna 16 och 18 förstorade partier 16', 18' och smala partier 16" och 18".

Borrningarnas 16" och 18" diametrar är storleksanpassade, sàsom kommer att beskrivas, för att med snäv tolerans upp- ta optofiberuppsättningar. Borrpartierna 16' och 18' är förstorade för att underlätta tillträde av optofibrer in i borrningarna 16, 18.

I en första föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning är var och en av omkopplarstommarna 12 och 14 försedd med en första och en andra uppsättning 22 respek- tive 23 optofibrer. I den föredragna utföringsformen in- kluderar var och en av den första och andra uppsättningen 22, 23 tre optofibrer.

Med hänvisning till fig 2-4 kommer optofiberuppsätt- ningarna 22, 23 för den första föredragna utföringsformen nu att beskrivas. I fig 2 består en första uppsättning 22 av tre optofibrer 40, 41 och 42. Den första uppsättningen 22 upptas i det smala borrpartiet 16" i den första omkopp- larstommen 12. En liknande andra uppsättning 23 av tre optiska fibrer 40', 41' och 42' visas i det smala borr- partiet 18" i den andra omkopplarstommen 14. I fig 2 är avståndet mellan motstàende omkopplarstommar 12 och 14 överdrivet.

(F 10 15 20 25 30 GO (Il 6 Såsom bäst framgår av fig 3 och 4 är var och en av uppsättningarna 22 och 23 vald sá att optofibrerna 40-42 och 40'-42' är anordnade i en tätt packad uppsättning med var och en av fibrerna i ett anliggande förhållande sida vid sida. I praktiken varierar optofibrernas diametrar inom ett förutbestämt tillverkningstoleransomràde. Borr- ningarna 16" och 18" är storleksanpassade för att uppta en uppsättning av de största fibrerna i ett förutbestämt toleransomràde. Om fibrer med mindre diameter (men fortfa- rande inom toleransomràdet) införs kan en liten spalt "sida vid sida i finnas mellan motstàende fibrer. Termen ett anliggande förhållande" som används häri och i de efterförljande kraven betyder att motstàende fibrer är i direkt kontakt eller åtskilda fràn varandra inte mer än med en spalt som härrör från variation i fiberdiameterna inom det förut bestämda toleransomràdet. För att undvika förlustbringande, optisk prestanda bör toleransomràdet vara valt så att varje sådan spalt är mindre än 3 mikron och företrädesvis mindre än 1 mikron. Detta ligger gott och väl inom aktuell teknik genom att optofibrer kan till- verkas med en ytterdiameter som styrs inom + eller - 0,3 mikron till 2 mikron.

Såsom visas avslutas fibrerna 40-41 vid väsentligen 41a och 42a. vid uttagsändar 40a', är väsentligen På liknande sätt 4la' plana uttagsändar 40a, slutar fibrerna 40'-42' och 42a'. Uttagsändarna 40a-41a och 40a'-42a' vinkelräta mot optofibrernas längdaxlar och mot omkopplar- stommarnas 12 och 14 axlar X-X och Y-Y.

Sàsom visas i fig 3 och 4 är optofibrerna 40-41 och 40'-41' anordnade med uttagsändarna 40a-42a och 40a'-42a' anordnade i omkretsled kring gemensamma första och andra axlar X-X respektive Y-Y. Såsom visas i fig 5 är axeln X-X centralt anordnad i det mellanrum som avgränsas av de an- liggande optofibrerna 40-42. Pà liknande sätt, sàsom visas i bättre i fig 4, är axeln Y-Y centralt anordnad i det mellanrum som avgränsas mellan motstàende ytor av optofib- rer 40'-42'. lO 20 25 30 580 850 7 Såsom visas i fig 8 avgränsar optofibrernas axlar en triangel A med de gemensamma axlarna, såsom axeln X-X, centralt anordnad i triangeln. I fig 8 visas fibrerna 40- 42 i första lägen som visas med heldragna linjer och i 60° vridna lägen som visas med streckade linjer. Avståndet från var och en av optofibrernas axel till den gemensamma axeln approximeras med följande formel: d=2r/31/2, där d är avståndet från den gemensamma axeln till optofiberns axel och r är optofiberns radie.

Upprätthållande av snäva toleranser för omkopplar- stommarna 12 och 14 är mycket viktigt för framgångsrik drift av föreliggande uppfinning. I en föredragen utfö- ringsform (med användning av tre optofibrer såsom fibrerna 40-42), har fibrerna diametrar av ca 125 mikron. Med upp- sättningar såsom de som visas i fig 3 och 4 har omkopplar- stommarna 12 och 14 företrädesvis innerdiametrar av 0,269 mm med en tolerans av -O mm och +0,001 mm. I en föredragen utföringsform kommer omkopplarstommarna 12 och 14 att ha en ytterdiameter av 2,5 mm (+ eller - 0,0005 mm) och med en koncentricitet mellan den inre borrningens axel ochl den yttre diametern som ligger inom 1 mikron. Före- trädesvis är omkopplarstommarna 12 och 13 keramiska. Kera- miska, cylindriska stommar som har dimensioner såsom be- skrivits ligger inom förmågan hos keramtillverkare inom tekniken och är tillgängliga via Kyocera Corp. i Japan som produkt "PCR-2" i broschyren "Fiber Optic Component Parts" med copyrightdatum från 1988.

Med uppsättningarna 22 och 23 bondade i omkopplar- stommarna 12 respektive 14 bibehålls omkopplarstommarna 12 och 14 i koaxiell linjering med hjälp av ett hölje 30. Så- som visas i fig 1 och 9 omger höljet 30 den yttre ytan av båda omkopplarstommarna 12 och 14. Yttre ändar 12" och 14" av omkopplarstommarna 12 och 14 sträcker sig axiellt bort från höljet 30. Höljet 30 är företrädesvis ett keramiskt, delat hölje med en axiellt sig sträckande spalt 31 (visad i fig 9) anordnad längs höljet. Ett exempel på ett sådant visas som produkt" TCS-Type" i den tidigare nämnda Kyocerabulletinen. 500 850 10 20 25 30 8 Med omkopplarstommarna 12 och 14 anordnade i höljet 30 och med ytorna 12' och 14' axlarna X-X och Y-Y i samlinjär linjering ("colinear motstàende varandra är alignment"). Vidare är vart och ett av höljena 12 och 14 roterbart i höljet 30 och axiellt glidbart i höljet 30.

En första 0-ring 32 är anordnad omgivande omkopplar- stommen 12. På lik- O-ringen 32 är motstàende höljet 30. nande sätt är en andra 0-ring 34 anordnad omgivande den andra omkopplarstommen 14 och motstàende höljet 30. Ett rör 36, företrädesvis av glas eller annat keramiskt mate- rial, är anordnat omgivande höljet 30 och 0-ringarna 32 och 34. Röret 36 är väsentligen koaxiellt med höljet 30 och koaxiellt med omkopplarstommarna 12 och 14. O-ringarna 32 och 34 är valda att åstadkomma vätsketät tätning mellan höljestommarna 12 respektive 14 och röret 36 under uppta- gande av relativ axial- och rotationsförflyttning av om- kopplarstommarna 12 och 14.

I en första packningsring 46 är anordnad omgivande den fria änden 12", och en andra packningsring 48 är an- ordnad omgivande den fria änden 14". Packningsringarna 46 och 48 är förbundna med omkopplarstommarna 12 respektive 14 via vilka lämpliga organ som helst. Var och en av pack- ningsringarna 46 och 48 inkluderar radiella flänsar 46' och 48'. 48', inkluderar var och en av packningsringarna 46 och 48 ett första cylindriskt parti 46a, 48a som sträcker sig in i den volym som avgränsas mellan motstàende ytor av röret Pà ena sidan om de radiella flänsarna 46' och 36 och omkopplarstommarna 12 respektive 14. Andra cylind- riska partier 46b och 48b sträcker sig bort fràn flänsarna 46' och 48' pà sidor därav som är motstàende röret 36.

Cylindriska partier 46b och 48b är försedda med slit- sar 46b' och 48b' vilka upptar väsentligen cirkulära, böjliga membran 50 respèktive 52. En yttre kant av membranet 50 upptas i en slits 54 i ett första monte- ringsdon 56. Pà liknande sätt upptas en yttre kant av membranet 52 i en slits 58 i ett andra monteringsdon 60. i omkretsled, lO 20 25 30 LH CD CD G3 01 CD 9 Monteringsdonet 56 kan vara fysiskt anslutet till vilket stationärt föremål som helst eller kan vara anslu- tet till ett handtag. Monteringsdonet 60 kan vara anslutet pà liknande sätt. T ex om monteringsdonet 56 är anslutet till ett stationärt föremål, och monteringsdonet 60 är an- slutet till ett handtag, kan omkopplarstommarna 12 och 14 vridas i förhållande till varandra genom att en operatör griper tag om handtaget som är anslutet till monterings- donet 60 och vrider monteringsdonet 60 kring dess axel.

Membranen SO och 52 medger universell relativ rörelse mel- lan monteringsdonen 56 och 60 under det att de làter höl- jet 30 och röret 36 att bibehålla omkopplarstommarna 12 och 14 i väsentlig, koaxiell linjering.

Sàsom visas i fig 3 och 4 är uppsättningarna 22 och 23 spegelbilder. Nämligen dà uppsättningarna presenteras motstáende varandra i en speciell, vinkelmässig linjering, kommer optofiberytan 40a att vara motstáende ytan 40a'. På liknande sätt kommer ytan 4la att vara motstáende ytan 4la', och ytan 42a kommer att vara motstáende ytan 42a'.

Med fibrerna motstáende och nära varandra är fibrerna op- tiskt kopplade.

För att öka den optiska överföringen är en indexan- passande fluid anordnad i volymen 100 (visad i fig 2) mel- lan motstáende ytor 14' och 12'. O-ringarna 32 och 34 säkerställer att den indexanpassande fluiden kvarhàlls i omkopplaren 10. Alternativt eller dessutom kan en anti- reflexbeläggning vara applicerad pà fiberändarna. Det bör noteras att indexanpassande fluider och antireflektions- beläggningar inte i sig utgör någon del av denna uppfin- ning utan är kommersiellt tillgängliga.

Med strukturen enligt föreliggande uppfinning sàsom beskrivits kommer fördelarna med uppfinningen nu att dis- kuteras. Nämligen är omkopplarstommarna 12 och 14 roter- bara i förhållande till varandra till vilket som helst av ett flertal vinkelmässigt förskjutna lägen. I ett sådant läge är ytorna 40a, 40a'; 4la, 41a'; och 42, 42a' optiskt kopplade. Genom vridning av den första omkopplarstommen 12 Qfl CD 10 15 20 25 30 35 CJ C3 Cr! CD 10 medurs (i förhållande till vyn av omkopplarstommen 14 i fig 4) l20° inträffar en optisk omkoppling som resulterar i fiberpar 40, 4l'; 41, 42' och 42, 40' kopplade. vridning ytterligare l20° resulterar i fiberpar 40, 42'; 41, 40' och 42, 41' Föreliggande uppfinning med sina tätt packade upp- som är optiskt som är optiskt kopplade. sättningar undanröjer behäftade problem tillhörande op- tiska omkopplare enligt teknikens ståndpunkt. Nämligen erfordrade optiska omkopplare enligt teknikens ståndpunkt utomordentligt noggrann konstruktion och operation för att säkerställa den höga tolerans som är nödvändig för ko- axiell linjering mellan motstàende optofibrer för erhàl- lande av önskad optisk koppling. Såsom tiigare nämnts kunde optofibrer som var så mycket som 3 mikron fràn axiell linjering lida av 50% effektförlust, vilket skulle vara oacceptabelt.

Med konstruktionen enligt föreliggande uppfinning och med de beskrivna dimensionerna översätts 1° relativ vrid- ning av omkopplarstommarna 12 och 14 kring axlarna X-X och Y-Y i ca l mikrons förskjutning av optofiberns axel. I en- lighet härmed, om vinkelförskjutningen kan styras till inom l° vridning, kan optofibrernas axiella förskjutning styras inom ca 1 mikrons noggrannhet. l mikrons tolerans är mycket acceptabel för optisk överföring.

Styrning av vridelement inom l° vinkelförskjutning är välkänt inom mekanikomràdet. T ex kan kommersiellt till- gängliga stegmotorer vridas i diskreta steg om bràkdelar av grader. De tätt packade uppsättningarna haller utrymmet mellan optofiberaxlarna och de gemensamma axlarna sà litet som möjligt. Även om en förskjutning fràn den gemensamma axeln är nödvändig för att utföra omkoppling, är det vik- tigt att minimera förskjutningen, eftersom denna minime- ring förhindrar fellinjering med motstàende optofibrer.

Såsom nämnts, med den tätt packade linjeringen, översätts en relativt stor vinkelförskjutning i endast en liten om- kretsförskjutning av fiberaxlarna. 10 20 30 U7 CD CD CO (_11 CD ll Fig 5-7 visar alternativa utföringsformer av före- liggande uppfinning. I fig 5 är en första omkopplarstomme 12 och en andra omkopplarstomme 14 försedda med borrpar- tier l6a" och l8a", vilka är storleksanpassade som till- räckligt stora för att uppta sju optofibrer i den uppsätt- ning som visas i fig 6 och 7.

Den första uppsättningen 122 innefattar fibrer 140- 146. En andra uppsättning 123 innefattar fibrer 140'-l46'. omkopplarstommens 12 axel 146' Fibrerna 140-145 är för- Fiberns 146 axel är koaxiell med X-X. Pà liknande sätt är fiberns axel koaxiell med omkopplarstommens 14 axel i Y-Y. delade i omkretsled kring fibern 146 med de i omkretsled placerade fibrerna 140-145 i ett intilliggande förhållande sida vid sida till angränsande fibrer och till fibern 146.

Fibrerna 141'-146' är anordnade pá liknande sätt i en identisk uppsättning. Som ett resultat, med fibrerna sà anordnade i sina respektive uppsättningar och med omkopp- larstommarna 12 och 14 monterade i koaxiell linjering, kan hopparningen av fibrerna 140-145 med fibrerna 140'-145' selektivt omkopplas genom rotationsmässig justering av om- kopplarstommen 12 i förhållande till omkopplarstommen 14.

Fibrerna 146 och 146' är optiskt kopplade oavsett det re- lativa vridläget för omkopplarstommarna 12 och 14.

Fig 10-12 visar ytterligare alternativa utförings- former. I fig 10 är den första omkopplarstommen 12 och den andra omkopplarstommen 14 försedda med borrpartier l6b' och l8b', vilka är tillräckligt stora för att vart och ett av borrpartierna skall kunna uppta tvà optiska fibrer i de uppsättningar som visas i fig ll och 12.

Den första uppsättningen 222 inkluderar fibrer 240 och 241. Den andra uppsättningen 223 inkluderar fibrer 240' och 24l'. ningen är anordnade i ett tätt packat, ligande förhållande sida vid sida och passar tättslutande I fig 10-12 kan fibrerna om- Fibrerna i den första och andra uppsätt- intill varandra i borrningen l6b" och l8b". kopplas genom vridning av stommarna 12 och 14 i förhållan- de till varandra kring axlarna X-X och Y-Y. 500 S50 10 15 20 25 30 35 12 Utföringsformen i fig 10-12 är speciellt användbar genom att omkopplaren är på lämpligt sätt anpassad för en "A eller B" eller "till/fràn" omkopplare. T ex kan en av fibrerna i uppsättningen 222 (t ex fibern 241) vara en blindfiber. Dvs fibern 241 är inte ansluten till något optiskt överföringssystem. Blindfibern 241 är placerad i borrningen l6b“ för att tvinga fibern 240 mot borrningens l6b" yta sà att fiberns 240 axel är parallell med och pà avstånd fràn axeln X-X. Med denna konstruktion är utfö- ringsformen i fig 10 en "A eller B" omkopplare så att fibern 240 alternativt kan vara optiskt kopplad till fi- bern 240" ("A“fibern) eller fibern 241' ("B"fibern) eller möjligtvis utan förbindelse. Eftersom fibern 241 inte är ansluten till ett optiskt överföringssystem, leder den även om den är optiskt kopplad till antingen fibern 240' eller 24l'.

Ocksá vid användning av en blindfiber i uppsättningen 223 (t ex fibern 241') är anordningen i fig 10 en "till/fràn" omkopplare. Omkopplaren är i "till"läget då fibrerna 240 och 240' Omkopplaren är i "fràn"-läget då fibrerna 240 och 240' inte någon signal, är optiskt kopplade. inte är optiskt kopplade.

Användningen av blindfibrer såsom beskrivits i före- gående stycke utnyttjar blindfibrerna som positionerings- organ för att hålla de andra fibrerna pá sina rätta platser i den önskade uppsättningen. Vilket annat posi- tionerngsorgan som helst annat än blindfibrer kan användas för att tvinga de andra fibrerna till deras önskade lägen.

T ex som ett alternativ till blindfibrer kan t ex en icke optofibertràd med lämplig dimension eller ett lim eller annan propp användas för att tvinga optofibrerna till deras önskade läge. Positioneringsorganet tvingar den ak- tiva fibern (dvs den fiber som är ansluten till det op- tiska överföringssystemet) mot borrväggen. Detta háller fiberns axel i riktig linjering för omkoppling. För att uppnå riktig omkopplingslinjering är omkopplarstommarnas borrningar så små som möjligt för att uppta den aktiva 10 15 20 30 35 U'| L 3 CD CO (TI CD 13 fibern och positioneringsorganet sà att fibern hàlls nàgot från borrningens axel.

I utföringsformen i fig 10-12 visas två fibrer i var och en av borrningarna l6b' och l8b'. En mycket användbar form av utföringsformen i fig 10-l2 skulle ha fyra fibrer i var och en av borrningarna löb" och 18b". De fyra fib- rerna skulle inkludera tvà aktiva fibrer (dvs två fibrer som är anslutna till ett optiskt överföringssystem) och tvâ blindfibrer. I varje motstàende uppsättning är blind- fibrerna och de aktiva fibrerna alternativt linjerade i uppsättningen. Ett sádant arrangemang är en till/fràn om- kopplare för tvà fiberpar. Som tidigare angetts kan blind- fibrerna ersättas med icke optofibertràdar eller andra positioneringsorgan.

Det föregående beskrev användningen av blindfibrer i utföringsformen i fig 10-12 och i en fyrfiberuppsättning.

Denna beskrivning är illustrativ. Blindfibrer (eller andra icke optiska positioneringsorgan) kan användas i andra ut- föringsformer av denna ansökan. T ex i utföringsformen i fig 5-6, kan alla fibrer utom en (t ex fibern 140) i upp- sättningen 122 vara blindfibrer eller andra positione- ringsorgan. I uppsättningen i fig 123 kan fibrerna l40'- 145' vara optiska överföringsfibrer. Denna kombination skulle resultera i en sexlägesomkopplare där vid vridning fibern 140 kopplas optiskt till vilken som helst av fib- rerna 140'-l45'. vilken som helst av fibrerna 140'-145' Fig 13-15 visar en "1-till-3"-omkopplare som använder För att göra en femlägesomkopplare, kan vara en blindfiber. ett annat positioneringsorgan än en blindfiber. I denna utföringsform är en enda optofiber 340 anordnad i borr- ningen 16c". Positioneringsorganet 341 tvingar fibern 340 mot den yta av stommen 12 som definierar borrningen 16c".

I denna utföringsform är positioneringsorganet 341 en elastomerisk propp som håller fibern 340 mot borrningens 16c" vägg och som håller fibern 340 borta fràn koaxiell linjering med axeln X-X. Den elastomeriska pluggen 341 fixerar fiberns 340 läge mot borrningens l6c" vägg. (Som (fl 10 20 25 30 CD C3 (JT 14 ett alternativ till den elastomeriska proppen kan posi- tioneringsorganet vara två blindfibrer. Denna konstruktion skulle likna fig 3 där fibern 40 skulle vara aktiv och fibrerna 41, 42 skulle vara blindfibrer.) Fiberuppsättningen 323 i stommen 14 är identisk med 342' ordnade i en triangulär uppsättning. De tre fibrerna 340', 34l', 342' ligger intill varandra sida vid sida med var och en av de tre fibrerna samarbetande för att hålla alla tre i fixerad linjering med fibrerna 340', 34l', 342' I enlighet härmed ver- 34l', 342' positioneringsorgan för den tredje av fibrerna 340'-342'. den i fig 4. Nämligen tre fibrer 340', 34l', är an- tvingade mot borrningens 180" vägg. kar vilka två som helst av fibrerna 340', som Det fullständiga arrangemanget är en "l-till-3"-omkopplare där fibern 340 kan vara optiskt kopplad med vilken som helst av fibrerna 340'-342'. Arrangemanget i fig 13-15 kan modifieras till att vara en "l-till-2"-omkopplare genom att man helt enkelt gör en av fibrerna 340'-342' till en blindfiber (eller ersätter en av fibrerna 340'-342' med ett alternativt positioneringsorgan).

Av föregående detaljerade beskrivning av föreliggande uppfinning har det visats hur uppfinningen kan uppnås på ett föredraget sätt. Emellertid är modifieringar och ekvi- valenstolkningar av de beskrivna koncepten, såsom fack- mannen pà omrâdet lätt inser, avsedda att inkluderas inom uppfinningens omfattning. Således begränsas uppfinningens omfattning endast av de efterföljande kraven.

Claims (10)

10 |..a UI 20 30 LH CJ CD CD CW CD 15 PATENTKRAV

1. Optisk omkopplare (10) för ett system inkluderande signaler som överförs över ett flertal optofibrer, k ä n - n e t e c k n a d av en första signalöverförande optofiber (40) som avslu- tas vid en första uttagsände (40a); en andra signalöverförande optofiber (40') som avslu- tas vid en andra uttagsände (40a'); första organ (l2) för upprätthållande av den första optofibern (40) med den första uttagsänden (40a) anordnad pà litet avstànd fràn en förutbestämd första axel (X-X) och med den första optofibern (40) vridbar kring den första axeln (X-X); andra organ för hållande av den andra optofibern (40'): linjeringsorgan (30) för linjering av den första fi- bern (40) med den andra fibern (40'), med första fibern (40) vridbar kring axeln (X-X) mellan åtminstone ett första och ett andra vinkelmässigt förskjutet läge, under noggrant bibehållande av den första uttagsänden (40a) pà litet avstànd fràn axeln (X-X); att den första och den andra uttagsänden (40a, 40a') är samverksmässigt linjerade till att vara optiskt kopp- lade då den första fibern (40) är vinkelmässigt förskjuten kring den första axeln (X-X) i det första vinkelmässigt förskjutna läget och att den första och den andra uttags- änden (40a, 40a') är optiskt okopplade dà den första fi- bern (40) är vinkelmässigt förskjuten kring den första axeln (X-X) till det andra vinkelmässigt förskjutna läget.

2. Optisk omkopplare enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att den första optofibern är en av ett första flertal optofibrer (40, 41, 42), som var och en avslutas vid en uttagsände (40a, 4la, 42a); (II CD 10 20 30 G3 CH CD 16 att den andra optofibern är en av ett andra flertal optofibrer (40', 41', 42'), som var och en avslutas vid en uttagsände (40a', 41a', 42a'); att nämnda första organ (12) hàller fibrerna i nämn- da första flertal i en tätt packad, första uppsättning (22) med fibrernas (40, 41, 42) uttagsändar anordnade àtminstone delvis i omkretsled kring en gemensam första axel (X-X); att nämnda andra organ (14) håller fibrerna i nämn- da andra att flertal i en andra uppsättning (23): den första och den andra uppsättningen (22, 23) är valda så att åtminstone ett parti av uttagsändarna (40a, 4la, 42a) av fibrerna i nämnda första flertal är optiskt kopplade till uttagsändarna (40a', 4la', 42a') av åtminstone en av fibrerna i nämnda andra flertal då den första uppsättningen (22) är vinkelmässigt förskjuten kring den första axeln (X-X) till vilket som helst av ett flertal vinkelmässigt förskjutna lägen, varvid åtminstone en av fibrerna i den första uppsättningen (22) är optiskt kopplad till olika fibrer i den andra uppsättningen (23) då den första uppsättningen (22) är förskjuten till vilket som helst av åtminstone tvà av nämnda vinkelmässigt för- skjutna lägen; och att nämnda linjeringsorgan (30) linjerar den första uppsättningen (22) med den andra uppsättningen (23), var- vid den första uppsättningen (22,) är rörlig till vilket som helst av nämnda flertal vinkelmässigt förskjutna lägen.

3. Optisk omkopplare enligt krav 2, av att det andra organet (14) hàller fib- k ä n n e - t e c k n a d (40', 41', uppsättningen (23) med uttagsändarna av fibrerna i rerna 42') i nämnda andra flertal i den andra nämnda andra flertal anordnade åtminstone delvis i omkretsled kring en gemensam andra axel (Y-Y) och att linjeringsorga- net (30) är valt att upprätthålla den första axeln (X-X) i samlinjär linjering med den andra axeln (Y-Y). 10 20 25 30 CH CD CD CD (N CD 17

4. Optisk omkopplare enligt krav 2, k ä n n e - t e c k n a d av att den första uppsättningens (22) fib- rer (40, 41, 42) är anordnade intill varandra i ett för- hållande sida vid sida eller sà att angränsande fibrer är àtskilda med lika stor vinkelförskjutning frán den första axeln (X-X).

5. Optisk t e c k n a d av att den andra uppsättningens (23) ett förhållande sida omkopplare enligt krav 4, k ä n n e - fibrer är anordnade intill varandra i vid sida, eller att det första organet (12) innefattar en omkopplarstomme med en uttagsyta (l2') och en borrning (l6") som sträcker sig genom stommen (12) och ytan (l2'), vilken borrning är storleksanpassad att ha inre tvärsek- tionsdimensioner vid 'tan som är ungefär lika med en maxi- mal, yttre tvärsektionsdimension hos den första uppsätt- ningen (22), eller att den första uppsättningen består av tre optofibrer (40, 41, 42) med 'ar och en av optifibrerna intill varandra i ett förhållande sida vid sida med varje annan optofiber, varvid fibrernas uttagsändar har axlar som samverkar för att avgränsa en triangel (A) med den gemensamma första axeln (X-X) anordnad väsentligen cent- eller att den första uppsättningen ralt i triangeln, inkluderar en central kärna (146) som sträcker sig väsent- ligen samlinjärt med den gemensamma första axeln (X-X), varvid nämnda flertal optofibrer är anordnade kring kärnan och intill varandra i ett förhållande sida vid sida där- till, vilken kärna företrädesvis är en optofiber, eller att angränsande fibrer i den första uppsättningen (22) är åtskilda ett avstånd som är mindre än 3 mikron.

6. Optisk omkopplare enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att den första optofibern är en av ett första flertal optofibrer (40, 41, 42), som var och en avslutas vid en uttagsände (40a, 4la, 42a); att den andra optofibern är en av ett andra flertal optofibrer (40', 4l', 42'), uttagsände (40a', 4la', 42a'); som var och en avslutas vid en UI 10 20 30 18 att nämnda första organ (12) innefattar en första omkopplarstomme som har en första uttagsyta (l2') och en första borrning (16“) som sträcker sig genom stommen vid ytan, vilken borrning är storleksanpassad att hålla nämnda första flertal fibrer intill varandra i ett förhållande sida vid sida med fibrernas uttagsändar anordnade i en första uppsättning (22) i omkretsled kring en gemensam första axel (X-X) vid den första uttagsytan (12'): att nämnda andra organ (14) innefattar en andra omkopplarstomme med en andra uttagsyta (l4') och en andra borrning (14") som sträcker sig genom stommen vid den andra uttagsytan, vilken andra borrning är storleksanpas- varandra sad att hålla nämnda andra flertal fibrer intill i ett förhållande sida vid sida med fibrernas uttagsändar anordnade i en andra uppsättning (23) i omkretsled kring en gemensam andra axel (Y-Y) vid den andra uttagsytan (l4'): att den första och den andra uppsättningen (22, 23) är valda så att åtminstone ett parti av uttagsändarna a <1 l |.: FJ fibrerna i nämnda första flertal är optiskt kopplade t .C |._J motstàende uttagsändar av fibrerna i nämnda andra -lerta dà den första uppsättningen är vinkelmässigt förskjuten kring den första axeln (X-X) till vilket som helst av ett flertal vinkelmässigt förskjutna lägen, varvid åtminstone en av fibrerna i den första uppsättningen är optiskt kopp- lad till olika fibrer i den andra uppsättningen da den första uppsättningen är anordnad i vilket som helst av at- minstone tvà av de vinkelmässigt förskjutna lägena; och att linjeringsorganet linjerar den första omkopplar- stommen (12) med den andra omkopplarstommen (14), varvid den första uppsättningen (22) är rörlig till vilket som ~ helst av nämnda flertal vinkelmässigt förskjutna lägen.

7. Optisk omkopplare enligt krav 6, k ä n n e - t e c k n a d av att den första och den andra omkopplar- stommen (12, 14) är väsentligen cylindriska, att var och en av stommarna har en cylindrisk axel som är väsentligen samlinjär med den första respektive den andra axeln (X-X, U! 10 |_a UI 20 30 (_71 CJ CD CD CN CD 19 Y-Y), att linjeringsorganet (30) innefattar organ för lin- jering av stommarna med den första och den andra uttags- ytan (l2', l4') lindriska axlarna samlinjärt linjerade, ringsorganet innefattar ett hölje som är storleksanpassat att motta den första och den andra stommen och uppta vrid- i motstående förhållande och med de cy- och att linje- rörelse för åtminstone en av stommarna kring dess cylind- riska axel, eller innefattar en indexanpassande fluid an- ordnad i en volym som avgränsas mellan motstående opto- fibrer, eller innefattar första monteringsorgan för mon- tering av den första omkopplarstommen och andra monte- ringsorgan för montering av den andra omkopplarstommen, fogorgan för upptagande av relativ icke-rotationsförflytt- ning för det första och andra monteringsorganet under upp- rätthållande av linjeringsorganet med omkopplarstommarna i axiell linjering, eller att borrningarna är storleksan- passade att ha en inre tvärsektionsdimension vid uttags- ytan approximerad till en maximal, yttre tvärsektions- dimension hos uppsättningarna, ell r att åtminstone en av e uppsättningarna består av tre optofibrer som var och en ligger intill varandra i ett förhållande sida vid sida, varvid fibrernas uttagsändar har axlar som samverkar för att avgränsa en triangel med en gemensam axel anordnad väsentligen centralt i triangeln, eller att åtminstone en av uppsättningarna inkluderar en central kärna som sträc- ker sig väsentligen samlinjärt med en för uppsättningen gemensam axel, varvid nämnda flertal optofibrer är anord- nade kring kärnan och intill varandra i ett förhållande sida vid sida, vilken kärna företrädesvis är en optofiber, eller att angränsande fibrer i den första och den andra uppsättningen är lika förskjutna en förutbestämd vinkel- förskjutning, och/eller att angränsande fibrer i nämnda åtminstone ena uppsättning är åtskilda ett avstånd som är mindre än 3 mikron.

8. Optisk omkopplare enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av CD CD UI lO 20 30 CO (H CD 20 att nämnda första organ innefattar ett första stom- organ med en första uttagsyta, vilket första stomorgan har en första inneryta som avgränsar en första borrning, vil- ken sträcker sig genom den första uttagsytan; att nämnda andra organ innefattar ett andra stomorgan med en andra uttagsyta, vilket andra stomorgan har en andra inneryta som avgränsar en andra borrning, vilken sträcker sig genom den andra uttagsytan; att linjeringsorganet linjerar det första stomorganet (12) med det andra stomorganet (14) i förutbestämd axial linjering med den första uttagsytan (l2') motstående den andra uttagsytan (l4') och med den första och andra borr- ningen (l6", 18") anordnad i väsentligen koaxiell linje- ring och samverkande för avgränsning av en rotationsaxel, varvid det första och det andra stomorganet är vridbara i förhållande till varandra genom vridning av åtminstone ett av dem kring rotationsaxeln; första positioneringsorgan (41 42) för positionering av åtminstone den första fibern (40) i den första borr- ningen (l6") och med den första uttagsänden (40a) vänd mot den andra uttagsytan (l4'), vilket första positionerings- organ (41, 42) vidare positionerar den första fibern mot innerytan och med en axel den första av den första fibern på avstånd från rotationsaxeln; andra positioneringsorgan (4l', 42') för positione- ring av åtminstone den andra fibern (40) i den andra borr- ningen (l8“) och med den andra uttagsänden (40a') vänd mot (l2'), organ vidare positionerar den andra fibern mot den andra den första uttagsytan vilket andra positionerings- innerytan och med en axel av den andra fibern på avstånd från rotationsaxeln; varigenom den första och den andra optofibern är op- tiskt kopplade då det första och det andra stomorganet är vridna i förhållande till varandra till ett förutbestämt läge och inte är kopplade då de är vridna från nämnda läge. 10 15 20 30 35 50080 LH 21

9. Optisk omkopplare enligt krav 8, k av att det första positioneringsorganet ä n n e - m: H t e c k n a d en optofiber (41, 42), eller att det andra positionerings- organet är en optofiber (4l', 42'), och att den första op- tofibern företrädesvis är en av ett första flertal opto- fibrer, och fibrer i nämnda första flertal är anordnade i den första borrningen intill varandra i ett förhållande sida vid sida, och/eller att den andra optofibern är en av ett andra flertal optofibrer, vilka fibrer i nämnda andra flertal är anordnade i den andra borrningen intill var- andra i ett förhàllande sida vid sida, eller att den första fibern är en av ett första flertal fibrer, varvid det första positioneringsorganet tvingar fibrerna i nämnda första flertal mot den första innerytan, eller att den andra fibern är en av ett andra flertal fibrer, varvid det andra positioneringsorganet tvingar fibrerna i nämnda andra flertal mot den andra innerytan.

10. Optisk omkopplare enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av att den andra optcfibern (40') hålls av det andra organet (14) med den andra uttagsänden (40a') anordnad på litet avstånd från en förutbestämd andra axel (Y-Y), varvid linjeringsorganet (30) är valt att upprätt- hålla den första axeln (X-X) i samlinjär linjering med den andra axeln (Y-Y).