DE3012450A1

DE3012450A1 - Schalter zum vertauschbaren optischen verbinden zweier lichtleiterpaare

Info

Publication number: DE3012450A1
Application number: DE19803012450
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Dr. 8000 München Haltenorth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1980-03-31
Publication date: 1981-10-08

Description

Schalter zum vertauschbaren optischen Verbinden zweier
Li chtl ei terpaare Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter zum vertauschbaren optischen Verbinden zweier Lichtleiterpaare, deren Enden im Schalter nebeneinander in einer Ebene fest angeordnet sind.
Durch den Aufsatz "Reed-Type Routing Switch for Multimode Optical Fibersn, Siemens Forschungs- und Entwicklungsberichte Bd. 8 (1979) Nr. 3 ist ein Umschalter für Lichtleiter bekannt geworden, bei dem ein beweglicher Lichtleiter wahlweise mit jeweils einem von zwei feststehenden Lichtleitern optisch verbunden werden kann.
Eine Lichtwegvertauschung zwischen zwei ankommenden und abgehenden Lichtleitern läßt sich mit Hilfe von vier derartigen Umschaltern verwirklichen. Dies bringt Jedoch einen hohen Kostenaufwand und einen großen Raumbedarf mit sich.
Durch den Vortrag Optimal Switching Network for tptical Fiber Communication". Proceedings of the "Optical Communication Conference", Amsterdam, Sept. 1979 von Y'.Fu3ii u.a. ist es bekannt geworden, die aus Lichtleitern austretende Strahlung mittels Zylinderlinsen parallel zu richten und mittels weiterer Zylinderlinsen auf die Enden von abftlhrenden Lichtleitern zu fokussieren. Im Zwischenraum zwischen den Zylinderlinsen sind quer verschiebbare Schaltstticke angeordnet, die mit Umlenkprismen versehen sind, mittels derer die Strahlung zweier benachbarter Lichtwege über Kreuz vertauscht werden kann, Die genaue Ausrichtung der Zylinderlinsen und auch die genaue Führung der Prismen erfordert Jedoch einen sehr hohen Fertigungsaufwand, insbesondere wegen der erforderlichen genauen Justierung der Teile. Durch die Vertauschbarkeit der Lichtwege ist es möglich, z.B.
einen Fernsprechteilnehmer in einen optischen Leitungsweg ein- oder auszublenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter für Lichtleiter mit Lichtwegvertauschung so aus zubilden, daß er in einfacher Weise kostengünstig und mit geringen Außenabmessungen hergestellt werden kann und daß dabei eine geringe Kopplungsdämpfung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Durch die Verwendung von Lichtleitern auf dem Schaltstück werden die Lichtsignale in der gleichen Weise übertragen wie in den festen Lichtleitern. Diese erreichen eine hohe Ubertragungsgute. Ferner können die verschiebbaren Lichtleiter so stark gekrümmt werden,daß ein kurvenförmiger Verlauf möglich ist. Dies erleichtert das Uberkreuzen der Adern eines der Lichtleiterpaare. Ferner können die verschiebbaren Lichtleiter in ähnlicher Weise verlegt und befestigt werden wie die festliegenden Lichtleiterenden. Dadurch ist es möglich, die Führungsformen für sämtliche Lichtleiter in einem Zuge herzustellen, so daß sich eine sehr hohe Genauigkeit bezüglich der Fluchtung erzielen läßt. Wegen des geringen Leiterdurchmessers kann die Tiefe von Führungsnuten so klein gehalten werden, daß sie z.B. mit geringem Zeitaufwand eingeschliffen werden können.
Durch Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 2 bis 9 können weitere Vorteile erzielt werden: Die Weiterbildung nach Anspruch 2 erleichtert die genaue Ausrichtung der Lichtleiterenden. Die Weiterbildung nach Anspruch 3 ermöglicht einen geringen Schaltweg des Schaltstückes und macht zusätzliche Führungs- formen für eines der beiden Lichtleiterenden überflüssig. Durch die Weiterbildung nach Anspruch 4 stellt sich die richtige Höhenlage der Lichtleiterenden selbsttätig ein. Die Fluchtung der Ebenen kann z.B. dadurch gesichert werden, daß sämtliche Trägerstücke für die Lichtleiter in einem gemeinsamen Arbeitsgang überschliffen und daß die Noten ebenfalls in einem gemeinsamen Arbeitsgang eingebracht werden.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 wird für sämtliche Lichtleiter eines Trägerstückes nur eine FUhrungsnut benötigt. Dabei sind die Lichtleiter in den Innenecken der Führungsnut fixiert.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 7 wird das Schaltspiel des Schaltstückes genau begrenzt. Da das Schaltstück in der Erstreckung der Lichtleiter relativ lang ist, ist es vorteilhaft, auf jeder Seite sehr breite oder doppelte Anschläge vorzusehen, an denen sich das Schaltstück ausrichtet. Dadurch braucht auf eine genaue Führung in der Verschieberichtung nicht geachtet zu werden.
Bei einem Schalter nach Anspruch 8 sind das Betätigungsglied und das Schaltstück mechanisch weitgehend entkoppelt, so daß durch das Betätigungsglied die Winkellage des Schaltstückes nicht beeinflußt wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Betätigungsglied in der Mitte zwischen den beiden festen Lichtleiterenden angreift.
Bei einem Schalter nach Anspruch9 werden sämtliche Konturen, die für die Schalterfunktion von Bedeutung sind, in einer einzigen Photomaske abgebildet, die die genauen Lagebeziehungen sichert. Dabei werden sowohl die Aufnahmenuten für die Lichtleiter die auch durch Tiefätzen z.B. die Anschlagstrukturen für das Schaltstück erzeugt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines Schalters zum vertauschbaren optischen Verbinden zweier Lichtleiterpaare, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Telefonanlage mit zwei Teilnehmern, Lichtleitern und Schaltern nach Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Koppelfeldes, bei dem Schalter nach Fig. 1 verwendet sind.
Nach Fig. 1 sind die flUchtenden Enden zweier fester Lichtleiterpaare 1 in FUhrungsnuten 2 von plättchenartigen Trägerkörpern 3 eines Schalters 4 z.B. durch Verkleben festgelegt. Zwischen den beiden Trägerkörpern 3 mit den festen Lichtleiterpaaren 1 ist ein Schaltstück 5 angeordnet, das in der dargestellten Pfeilrichtung A transversal zu den festen Lichtleitern 1 verschiebbar ist. Dabei ist die Verschiebeebene parallel zur Verlegeebene der festen Lichtleiter 1. Das Schaltstück 5 trägt zwei verschiebbare Lichtleiterpaare 6. Jedes der beiden verschiebbaren Lichtleiterpaare 6 weist an seinen Enden den Abstand der festen Lichtleiterpaare 1 auf.
Bei einem der verschiebbaren Lichtleiterpaare 6 sind die Adern annähernd geradlinig und parallel geführt. Durch dieses Lichtleiterpaar werden die jeweils fluchtenden festen Lichtleiter 1 zu beiden Seiten des Schaltstückes 5 optisch miteinander verbunden. Bei dem anderen verschiebbaren Lichtleiterpaar 6 überkreuzen sich die Einzeladern, so daß in der entsprechenden hier dargestellten Schaltstellung eine Lichtwegvertauschung zwischen den Adern der beiden festen Lichtleiterpaare 1 stattfindet. Das Schaltspiel des Schaltstückes 5 ist gleich im seitlichen Versatz zwischen den Enden der beiden verschiebbaren Lichtleiterpaare 6. Diese liegen hier unmittelbar aneinander, so daß der Schaltweg gleich dem Lichtleiterdurchmesser ist. Die Lage dieser Enden ist durch eine Fuhrungsnut 7 im Schaltstück 5 bestimmt. Diese ist gegenüber der Führungsnut 2 für die festen Lichtleiter um einen Lichtleiterdurchmesser verbreitert. Die festen Lichtleiter 1 bzw. die äußeren Enden der verschiebbaren Lichtleiter 6 sind in den Innenecken der Führungsnuten 2 und 7 durch Verkleben gesichert. Die FUhrungsnuten sind z.B. photolithographisch erzeugt.
Das Schaltspiel des Schaltstückes 5 ist durch gegenüberliegende Anschläge 8 des Schalters 4 begrenzt. Das Schaltstück 5 wird mittels eines bügelartig Ubergreifenden und lose anliegenden Betätigungsgliedes 9 verschoben. Dieses steht mit einem z.B. als Metall-Piezokeramik-Streifen ausgebildeten Bewegungsantrieb 10 in Wirkverbindung, der elektrisch betätigbar ist. Die Außenkonturen der Trägerkörper 3 und des Schaltstückes 5 sowie die entsprechenden Anschlagkonturen in einem Grundkörper 11 des Schalters 4 können durch Tiefätzen erzeugt werden. Sie sind zusammen mit den Führungsnuten 2 und 7 in einer gemeinsamen Photomaske abgebildet, wodurch eine sehr genau wiederho'.bare zuordnung der einzelnen Strukturen zueinander ermöglicht wird.
Nach Fig. 2 sind Fernsprechteilnehmer 12 an Lichtleiter 1 einer Telefonanlage angeschlossen. Die Lichtleiter 1 sind mit den jeweils einem Teilnehmer 12 zugeordneten Schaltern 4 verbunden. Durch Verschiebung von dessen Schaltstück 5 (Fig. 1) kann jeder Teilnehmer 12 in den Lichtweg eingeschaltst oder aus diesem ausgeblendet werden. Der links dargestellte Teilnehmer 12 ist hier z.B.
eingeblendet, der rechts dargestellte Teilnehmer 12 ausgeblendet.
Fig. 3 zeigt ein Koppelfeld, bei dem in den Lichtweg zwischen einer Gruppe parallel nebeneinander angeordneter ankommender Lichtleiter 13 und abgehender Lichtleiter 14 mehrere neben- und hintereinander angeordnete Schalter 4 eingefügt sind. Durch verschiedene Schaltungsvarianten können die ankommenden und abgehenden Lichtleiter 13 und 14 in unterschiedlicher Kombination miteinander verknüpft werden.
9 Patentansprüche 3 Figuren Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Schalter zum vertauschbaren optischen Verbinden zwei er Lichtleiterpaare, deren Enden im Schalter nebeneinander in einer Ebene fest angeordnet sind, wobei die Lichtwege zwischen den Enden der Lichtleiter mittels eines quer zu diesen parallel zur genannten Ebene verschiebbaren Schaltstückes vertauschbar sind, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf dem Schaltstück (5) vier paarweise angeordnete Lichtleiterabschnitte (6) mit in der genannten Ebene liegenden Enden befestigt sind, daß die Enden jeweils eines der verschiebbaren Lichtleiterpaare (6) in einer der beiden Schaltstellungen mit den Enden der fest angeordneten Lichtleiter (1) fluchten und daß sich die Adern eines der verschiebbaren Lichtleiterpaare (6) überkreuzen.
2. Schalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Enden der beiden festen Lichtleiterpaare (1) einander zugewandt und fluchtend angeordnet sind.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die beiden jeweils einem festen Lichtleiterende (1) zugeordneten verschiebbaren Lichtleiterenden (6) unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.
4. Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lichtleiterenden (1, 6) in FUhrungsnuten (2, 7) fluchtender Verlegeebenen des Schalters (4) angeordnet sind.
5. Schalter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Nutenbreite gleich dem äußeren Abstand der einliegenden Lichtleiterenden (1, 6) ist.
6. Schalter nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Fuhrungsnuten (2, 7) photolithographisch erzeugt sind.
7. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Schaltstück (5) zwischen zwei Anschlägen (8) des Schalters verschiebbar ist.
8. Schalter nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Schaltstück (5) mittels eines lose angreifenden Betätigungsgliedes (9) verschiebbar ist, das mit einem Bewegungsantrieb (io) für das Schaltstück (5) in Wirkverbindung steht.
9. Schalter nach einem der vorhergehenden Anspruche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trägerkörper (3, 5) für die Lichtleiter (1, 6) aus ätzbaren dünnen Plättchen bestehen, bei denen sämtliche Funktionsstrukturen durch Ätzen erzeugt sind.