DE3879012T2

DE3879012T2 - Faseroptischer Wechselschalter.

Info

Publication number: DE3879012T2
Application number: DE88304666T
Authority: DE
Inventors: Simon M Kokoshvili
Original assignee: Kaptron Inc
Current assignee: Kaptron Inc
Priority date: 1987-05-21
Filing date: 1988-05-23
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2008-05-24
Also published as: ATE86762T1; EP0299604A1; EP0299604B1; DE3879012D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Vorrichtungen zum Koppeln von Lichtwellenleitern und insbesondere einen Schalter, der zur Verwendung in einem Lichtwellenleiter-Lokalbereichsnetz geeignet ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die US-Patentschriften 4 329 017 und 4 479 697 von Kapany et al. zeigen eine Reihe von faseroptischen bzw. Lichtwellenleiter-Übermittlungsvorrichtungen zur Durchführung einer Vielzahl von Überwachungs-, Aufteilungs-, Schalt- und Multiplexierfunktionen. Die Vorrichtungen basieren auf der Eigenschaft einer sphärischen reflektierenden Oberfläche, daß eine Punktlichtquelle, die vom Krümmungsmittelpunkt geringfügig verlagert ist, mit minimaler Aberration an einem Punkt abgebildet wird, der in bezug auf den Krümmungsmittelpunkt symmetrisch positioniert ist. Auf die Angaben dieser Patentschriften '017 und '697 wird hier Bezug genommen.
Die Patentschrift '017 zeigt einen einpoligen Umschalter, bei dem ein Eingangslichtwellenleiter und eine Vielzahl von Ausgangslichtwellenleitern mit ihren Enden im allgemeinen koplanar angeordnet sind. Die Umschaltung erfolgt durch Neigen des sphärischen Reflektors, so daß der Krümmungsmittelpunkt in der Mitte zwischen dem Ende des Eingangslichtwellenleiters und dem Ende des gewünschten Ausgangslichtwellenleiters liegt.
Entwicklungen der letzten Jahre machen einen faseroptischen Wechselschalter bzw. Bypass-Schalter erforderlich, der zur Verwendung in einem Lokalbereichsnetz geeignet ist. Kurz gesagt koppelt ein solcher Schalter, der an einem Knotenpunkt in einer Ringstruktur eines Lichtwellenleiter-Lokalbereichsnetzes angeordnet ist, einen Eingangslichtwellenleiter und einen Ausgangslichtwellenleiter mit einem Detektor bzw. mit einer Quelle. Der Schalter hat einen ersten, "aktiven" Betriebszustand und einen zweiten, "Bypass"- Betriebszustand. In der aktiven Position ist der Eingangslichtwellenleiter mit dem Detektor gekoppelt, und die Quelle ist mit dem Ausgangslichtwellenleiter optisch gekoppelt. Im Bypass-Betriebszustand sind der Eingangs- und der Ausgangslichtwellenleiter optisch miteinander gekoppelt und umgehen die Quelle und den Detektor vollständig.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Bypass-Schalter angegeben, der zur Verwendung in einer Ringstruktur eines Lichtwellenleiter-Lokalbereichsnetzes geeignet ist. Der Schalter weist außerdem einen Knotenpunkt-Selbsttestkanal im Bypass-Betriebszustand auf, wobei die Knotenpunktquelle den Knotenpunktdetektor treibt. Der Schalter sieht eine Dämpfung im Selbsttestkanal vor, um zu verhindern, daß die Quelle den Detektor sättigt, unterhält jedoch minimale Lichtverluste in dem Bypass-Kanal.
Kurz gesagt sieht der Schalter das Bewegen eines sphärischen Reflektors zwischen einer ersten und einer zweiten Position relativ zu einer Anordnung von optischen Sender-Empfängern vor. In diesem Zusammenhang kann ein optischer Sender-Empfänger eine Quelle, ein Detektor oder ein Lichtwellenleiterende sein. Es gibt sechs Stellen von optischen Sender-Empfängern, die als "S"-Stelle (Quelle), "D"-Stelle (Detektor), "I"-Stelle (Eingangslichtwellenleiter), "O"-Stelle (Ausgangslichtwellenleiter) sowie "L1"- und "L2"-Stellen (erste und zweite Schleifenstelle) bezeichnet sind. Die Enden eines Lichtwellenleiters ("Schleifenleiters") sind an den L1- und L2-Stellen positioniert.
Die sechs optischen Sender-Empfänger-Anschlußstellen sind gekennzeichnet durch erste und zweite Symmetriepunkte. Der erste Symmetriepunkt liegt in der Mitte zwischen der S- und der O-Stelle und in der Mitte zwischen der I- und der D-Stelle. Der zweite Symmetriepunkt liegt in der Mitte zwischen der I- und der O-Stelle, in der Mitte zwischen der S- und der L2-Stelle und in der Mitte zwischen der L1- und der D-Stelle.
In der ersten Reflektorposition stimmt der Krümmungsmittelpunkt mit dem ersten Symmetriepunkt überein, woraufhin die S- und die O-Stelle konjugiert sind und die I- und die D-Stelle konjugiert sind. Somit wird von der Quelle ausgehendes Licht auf das Ende des Ausgangslichtwellenleiters abgebildet, und von dem Ende des Eingangslichtwellenleiters ausgehendes Licht wird auf dem Detektor abgebildet.
In der zweiten Reflektorposition stimmt der Krümmungsmittelpunkt mit dem zweiten Symmetriepunkt überein, woraufhin die Enden des Eingangs- und des Ausgangslichtwellenleiters konjugiert sind, so daß der Knotenpunkt umgangen wird. Von der Quelle ausgehendes Licht wird an der L2-Stelle abgebildet, tritt in den Schleifenleiter ein, tritt aus dem Schleifenleiter an der L1-Stelle aus und wird auf dem Detektor abgebildet. Somit sind die Quelle und der Detektor miteinander gekoppelt. Durch Einführen einer Dämpfung in den Schleifenleiter kann der Quelle-Detektor-Kanal mit einer geeigneten Dämpfung versehen werden, wobei weder die Kopplung des Eingangs- und des Ausgangslichtwellenleiters im Bypass-Modus noch die Kopplung der Quelle und des Detektors mit dem Eingangs- und dem Ausgangslichtwellenleiter im aktiven Modus beeinträchtigt werden.
Eine einfache geometrische Konfiguration weist die sechs Sender-Empfänger-Stellen gleichbeabstandet längs einer Linie (S, D, I, O, L1, L2) auf. In einem solchen Fall liegt der erste Symmetriepunkt zwischen den D- und I-Stellen, der zweite zwischen den I- und O-Stellen. Die Symmetriebedingungen hinsichtlich der Positionen der sechs optischen Sender- Empfänger-Anschlußstellen können jedoch von vielen geometrischen Konfigurationen erfüllt werden.
Die Schleifenfunktion kann ebenfalls als ein Paar von kurzen Lichtwellenleitern und ein zweiter sphärischer Reflektor implementiert werden. Die kurzen Lichtwellenleiter haben jeweilige erste Enden, die an den L1- und L2-Stellen positioniert sind, und jeweilige zweite Enden, die an einem Paar von konjugierten Stellen des zweiten Reflektors positioniert sind.
Die Beschaffenheit und die Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich im einzelnen unter Bezugnahme auf die übrige Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A-B sind Funktionsskizzen des Betriebs eines Wechsel- bzw. Bypass-Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A-B sind optische Schaltbilder des Bypass- Schalters;
Fig. 3A-B zeigen alternative Abstände und Reihenfolgen für die Sender-Empfänger-Anschlußstellen;
Fig. 4A-B zeigen alternative Konfigurationen für die Sender-Empfänger-Anschlußstellen; und
Fig. 5A-B sind eine Draufsicht von oben und eine Seitenansicht einer geeigneten Schalterkonstruktion.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Fig. 1A-B sind Funktionsschaltbilder eines faseroptischen Bypass-Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Schalter 10 hat vier optische Anschlußpunkte, die im allgemeinen Quellen, Detektoren oder Lichtwellenleiterenden aufnehmen können. Für die spezielle Anwendung eines Lichtwellenleiter-Lokalbereichsnetzes sind die Einrichtungen an den Schalteranschlußpunkten eine Quelle 12, die von dem Knotenpunktsender aktiviert wird, ein Detektor 13, der elektrische Signale an den Knotenpunktempfänger liefert, sowie ein Eingangslichtwellenleiter 15, der ankommende Daten trägt, und ein Ausgangslichtwellenleiter 17, der abgehende Daten trägt.
Der Schalter 10 ist eine Einrichtung mit zwei Betriebszuständen. Fig. 1A zeigt den Schalter 10 in seinem ersten oder "aktiven" Betriebszustand. In diesem Betriebszustand wird Licht von der Quelle 12 in den Ausgangslichtwellenleiter 17 gekoppelt, wogegen Licht vom Eingangslichtwellenleiter 15 in den Detektor 13 gekoppelt wird. Das bedeutet, daß der Schalter 10 im aktiven Betriebszustand seinen zugehörigen Knotenpunkt mit dem Netzwerk koppelt. Fig. 1B zeigt den Schalter 10 in seinem zweiten oder "Bypass"-Betriebszustand. In diesem Betriebszustand wird Licht von der Quelle 12 mit dem Detektor 13 gekoppelt, während Licht vom Eingangslichtwellenleiter 15 in den Ausgangslichtwellenleiter 17 gekoppelt wird. Das bedeutet, daß der Knotenpunkt wirksam vom Netz getrennt ist. Die Kopplung zwischen Quelle 12 und Detektor 13 kann als einen Selbsttestkanal definierend angesehen werden, der es den Knotenschaltkreisen ermöglicht, die Funktionsfähigkeit von Quelle und Detektor zu prüfen.
Die Fig. 2A-B sind optische Schaltbilder, die den Betrieb des Schalters 10 zeigen. Ganz allgemein umfaßt der Schalter 10 einen konkaven, bevorzugt sphärischen Reflektor 20, sechs optische Sender-Empfänger-Anschlußstellen 22a-f, eine geeignete mechanische Anordnung, um die Bewegung des sphärischen Reflektors 20 zu ermöglichen (gemäß den durch Pfeile 25 angedeuteten Vorschlägen), und eine optische Schleifeneinrichtung 26. Die Schleifeneinrichtung 26 ist irgendeine zweckmäßige Einrichtung, die einem schleifenförmigen Lichtwellenleiter funktionsmäßig äquivalent ist. Zum Zweck der Erläuterung kann angenommen werden, daß die Schleifeneinrichtung 26 aus einem Lichtwellenleiterstück 27 besteht (das als Schleifenleiter bezeichnet wird). Wie noch beschrieben wird, kann die Schleifeneinrichtung auf andere Weise implementiert werden, insbesondere unter Verwendung eines zusätzlichen konkaven Reflektors.
Die optischen Eigenschaften von Kugelreflektoren sind in den vorgenannten US-Patentschriften von Kapany et al. beschrieben und werden nicht im einzelnen erläutert. Es genügt zu erwähnen, daß ein Kugelreflektor einen Krümmungsmittelpunkt C hat, der ein selbstkonjugierter Punkt ist, und daß jede diametrale Ebene als eine selbstkonjugierte Ebene wirkt, woraufhin eine Punktlichtquelle in der Ebene auf einer Seite des Krümmungsmittelpunkts in der Ebene auf der anderen Seite des Krümmungsmittelpunkts abgebildet wird.
Die optischen Sender-Empfänger-Anschlußpunkte können irgendwelche zweckmäßigen Mittel sein, um Lichtwellenleiterenden, Quellen oder Detektoren an den gewünschten Punkten in der selbstkonjugierten Ebene zur Deckung zu bringen. So definieren die sechs Sender-Empfänger-Anschlußpunkte sechs Stellen in der selbstkonjugierten Ebene, die als "S"-Stelle (Quelle), "D"-Stelle (Detektor), "I"-Stelle (Eingangslichtwellenleiter), "O"-Stelle (Ausgangslichtwellenleiter), "L1"- und "L2"-Stellen (erste und zweite Schleife) bezeichnet sind. Die Quelle 12, der Detektor 13, das Ende des Eingangslichtwellenleiters 15 und das Ende des Ausgangslichtwellenleiters 17 sind an den S-, D-, I- und O-Stellen zur Deckung gebracht bzw. positioniert. Die Enden des Schleifenleiters 27 sind an den L1- und L2-Stellen zur Deckung gebracht. Da die sechs Stellen bevorzugt nahe beieinander liegen und die meisten Quellen und Detektoren größer als ein Lichtwellenleiterdurchmesser sind, ist es häufig zweckmäßig, Quelle und Detektor entfernt von den Sender-Empfänger-Anschlußstellen zu positionieren und sie optisch über einen kurzen Lichtwellenleiterabschnitt zu koppeln. In einem solchen Fall könnten die sechs Lichtwellenleiterenden einander unmittelbar benachbart angeordnet sein.
Wie nachstehend erörtert wird, gibt es für die relativen Positionen der optischen Sender-Empfänger-Anschlußpunkte 22a-f Nebenbedingungen, aber die Nebenbedingungen erlauben eine Anzahl von Freiheitsgraden bei der Konstruktion. Die Nebenbedingungen können wie folgt angegeben werden. Die sechs Stellen sind gekennzeichnet durch zwei Symmetriepunkte, die mit SP1 und SP2 bezeichnet sind. Der Punkt SP1 liegt in der Mitte zwischen den S- und O-Stellen und in der Mitte zwischen den I- und D-Stellen. Der Punkt SP2 liegt in der Mitte zwischen den I- und O-Stellen, in der Mitte zwischen den S- und L2-Stellen und in der Mitte zwischen den L1- und D-Stellen.
Ein spezieller Fall, der die Bedingungen erfüllt, hat die sechs Stellen gleichbeabstandet entlang einer Geraden in der nachstehenden Reihenfolge: S, D, I, O, L1, L2. Die Fig. 2A-B zeigen diese Ausführungsform, wobei die Abstände zwischen den Sender-Empfänger-Anschlußpunkten aus Gründen der Klarheit übertrieben dargestellt sind. Um Aberrationen zu minimieren, werden die Stellen möglichst eng beabstandet gehalten.
Fig. 2A zeigt den Schalter 10 in dem ersten Betriebszustand, wobei der Reflektor 20 so angeordnet ist, daß der Krümmungsmittelpunkt C mit dem Symmetriepunkt SP1 koinzident ist. Dadurch werden die S- und O-Stellen konjugiert gemacht, so daß das Licht von der Quelle 12 auf den Ausgangslichtwellenleiter 17 abgebildet wird, und die I- und D-Stellen werden konjugiert gemacht, so daß aus dem Ende des Eingangslichtwellenleiters 15 austretendes Licht auf dem Detektor 13 abgebildet wird. Licht tritt in kein Ende des Schleifenleiters 27 ein.
Fig. 2B zeigt den Schalter 10 im zweiten Betriebszustand, wobei der Reflektor 20 so angeordnet ist, daß der Krümmungsmittelpunkt C mit dem Symmetriepunkt SP2 koinzident ist. Dadurch werden die I- und O-Stelle konjugiert gemacht, so daß aus dem Ende des Eingangslichtwellenleiters 15 austretendes Licht auf das Ende des Ausgangslichtwellenleiters 17 abgebildet wird. Licht von der Quelle 12 an der S-Stelle wird an der L2-Stelle abgebildet, tritt in den Schleifenleiter 27 ein, tritt aus dem Schleifenleiter an der L1-Stelle aus und wird auf dem Detektor 13 abgebildet.
Wenn sich der Schalter in dem Bypass-Betriebszustand befindet, geht das Licht von der Quelle 12 durch einen sogenannten Selbsttestkanal, bevor es den Detektor 13 erreicht. Das ermöglicht dem Knoten, mit dem der Schalter verbunden ist, die Funktionsfähigkeit der Quelle und des Detektors zu prüfen. Der Selbsttestkanal ist absichtlich mit einem Dämpfungsgrad versehen (ungefähr 7-13 dB), um zu verhindern, daß die Quelle den Detektor sättigt. Gleichzeitig sollen die übrigen Kanäle nur minimale Dämpfung bewirken. Das wird auf einfache Weise erreicht, da die allgemeine Schalterauslegung durch sehr geringe Verluste gekennzeichnet ist. Der gewünschte Dämpfungsgrad kann in dem Schleifenleiter 27 vorgesehen sein. Tatsächlich ist es so, daß im Fall einer relativ starken Biegung des Schleifenleiters die Biegeverluste die gewünschte Dämpfung ergeben.
Wie oben erwähnt, stellen die Reihenfolge und Beabstandung der Sender-Empfänger-Anschlußpunkte gemäß den Fig. 2A-B einen speziellen Fall dar. Der allgemeine Fall kann wie folgt abgeleitet werden. Es sei angenommen, daß die Sender- Empfänger-Stellen in einer linearen Anordnung entlang der x-Achse liegen und daß der erste Symmetriepunkt bei x = 0 liegt. Wenn der Schalter einen Hub bzw. eine Schaltbewegung A hat, liegt der zweite Symmetriepunkt bei x = A. Die x-Koordinaten der Sender-Empfänger-Stellen genügen dem folgenden System von Gleichungen:
x(S) + x(O) = 0 (1)
x(I) + x(D) = 0 (2)
x(I) + x(O) = 2A (3)
x(S) + x(L2) = 2A (4)
x(D) + x(L1) = 2A (5)
Die Gleichungen 1 und 2 sagen aus, daß die O- und S-Stellen sowie die D- und I-Stellen symmetrisch um SP1 sind (von dem angenommen wird, daß er bei x = 0 liegt), während die Gleichungen 3-5 aussagen, daß die I- und O-Stellen, die S-und L2-Stellen sowie die D- und L1-Stellen paarweise symmetrisch um SP2 sind (der bei x = A angenommen wird).
Das System von fünf Gleichungen in sechs Unbekannten ist durch einen Freiheitsgrad gekennzeichnet. Dieser kann genutzt werden, indem zugelassen wird, daß die Koordinate einer speziellen Position gewählt wird. Ein etwas besseres Verständnis kann jedoch wie folgt realisiert werden. Eine Umgruppierung der Gleichungen 1, 2, 4 und 5 ergibt:
x(D) - x(S) = x(O) - x(I) = x(L2) - x(L1).
Diese können wie folgt geschrieben werden:
x(D) - x(S) = B (6)
x(O) - x(I) = B (7)
x(L2) - x(L1) = B (8)
mit B = ein charakteristischer Abstand, der der Abstand zwischen Quelle und Detektor, zwischen Ein- und Ausgang und zwischen den Schleifenleiterenden ist.
Der charakteristische Abstand B kann dann gewählt werden, um eine Vielzahl von Konfigurationen zu erhalten. Es ist ersichtlich, daß, wenn A und B im gleichen Verhältnis bleiben, die gleiche Konfiguration erhalten wird, und zwar nur mit einer Gesamtskalierung. Daher bleibt für die Zwecke dieser Erläuterung die absolute Skalierung außer Betracht.
Die Tabelle I zeigt die Werte für x-Koordinaten der Sender- Empfänger-Stellen für eine Vielzahl von Auswahlmöglichkeiten für A und B. Es ist ersichtlich, daß die Ausführungsform gemäß den Fig. 2A-B dem speziellen Fall von A = 2 und B = 2 entspricht. Die Fig. 3A-B zeigen alternative Konfigurationen für die Sender-Empfänger-Anschlußpunkte. In Fig. 2A-B sind die Stellen gleichbeabstandet. Das ist jedoch nicht immer der Fall. Beispielsweise ergeben A = 3 und B = 2 ungleiche Abstände, wie Fig. 3A zeigt. Außerdem braucht die Reihenfolge nicht der in Fig. 2A-B gezeigten zu entsprechen. Beispielsweise ergeben A = 2 und B = -2 eine Situation mit gleicher Beabstandung der Stellen, aber einer Änderung der Reihenfolge, wie Fig. 3B zeigt. Nach kurzer Überlegung erkennt man, daß eine Beabstandung mit negativer Charakteristik nur einem Austausch von Elementen entspricht, was einer Umkehrung der Lichtfortpflanzung äquivalent ist.
Es sind nicht sämtliche Fälle für eine körperliche Ausführungsform geeignet, selbst wenn sie die Nebenbedingungen erfüllen. Beispielsweise ergeben A = 2 und B = 4 eine Situation, in der die D- und I-Stellen koinzident und die O- und L1-Stellen koinzident sind. Daher müssen die Stellen die nicht-holonome Nebenbedingung erfüllen, daß keine der Sender-Empfänger-Stellen mit einer anderen koinzident ist.
Die obige Erörterung geht davon aus, daß sechs Sender- Empfänger-Stellen entlang der x-Achse angeordnet sind. Das ist aber tatsächlich nicht notwendig. Die Gleichungen 1-5 repräsentieren die Nebenbedingungen auf den x-Koordinaten. Die y-Koordinaten genügen einem gleichartigen System von Gleichungen. Die Fig. 4A-B zeigen spezielle Fälle, in denen die S-, I- und L1-Stellen auf einer ersten Geraden und die D-, O- und L2-Stellen auf einer dazu parallelen zweiten Geraden liegen. Fig. 4A zeigt einen Fall, in dem die S- und D-Stellen die gleiche x-Koordinate, die I- und O-Stellen die gleiche x-Koordinate und die L1- und L2-Stellen die gleiche x-Koordinate haben. Fig. 4B zeigt einen Fall, in dem die sechs Sender-Empfänger-Stellen in einer versetzten Anordnung vorgesehen sind, die eine hexagonale dichte Packung zuläßt. Das ist besonders nützlich, wenn sämtliche Sender-Empfänger- Stellen von Lichtwellenleiterenden eingenommen werden, da dies die engstmögliche Packung zuläßt. Es ist zu beachten, daß die x-Koordinaten für die dichtgepackte Konfiguration die gleiche Beziehung wie die lineare Konfiguration der Fig. 2A-B haben.
Die vorliegende Erfindung kann mit jeder gewünschten mechanischen Konfiguration des Schalters ausgeführt werden. Tatsächlich ist die gleiche mechanische Anordnung, die für einen einpoligen Umschalter verwendet wird, für die vorliegende Erfindung geeignet.
Die Fig. 5A-B sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht, die eine geeignete Konstruktion des Schalters 10 zeigen. Die spezielle gezeigte Ausführungsform geht von einem Quellen- Lichtwellenleiter 12' und einem Detektor-Lichtwellenleiter 13' aus, die mit einer externen Quelle und einem Detektor in Verbindung sind. Außerdem weist die Schleifeneinrichtung 26 ein Paar von Lichtwellenleitern 28a und 28b und einen zusätzlichen sphärischen Reflektor 30 auf. Jeder Lichtwellenleiter 28a-b hat ein erstes und ein zweites Ende. Die ersten Enden sind an den L1- und L2-Stellen positioniert; die zweiten Enden sind relativ zu dem zusätzlichen Reflektor 30 an einem Paar von konjugierten Stellen fixiert (die bevorzugt möglichst nahe beieinander mit dem Krümmungsmittelpunkt in der Mitte dazwischen liegen).
Die Lichtwellenleiter sind in einem Befestigungsblock 35 befestigt, der die Lichtwellenleiterenden in koplanarer Beziehung hält. Die Lichtwellenleiterenden sind poliert, und sie können außerdem reflexionsmindernde Beläge tragen. Der Spiegel 20 ist an einem Ständer 37 angebracht, um um eine durch Lager 40 und 42 definierte Achse zu drehen. Der Ständer 37 trägt einen Arm 45, der mit einem Paar von verstellbaren Anschlägen 47 und 48 in Eingriff bringbar ist, die die Grenzen der Winkelbewegung des Spiegels definieren. Wie vorstehend erörtert, sind die beiden Extrempositionen des Spiegels derart, daß der Krümmungsmittelpunkt entweder in der Mitte zwischen den Detektor- und Eingangslichtwellenleiter-Stellen oder in der Mitte zwischen den Eingangs- und Ausgangslichtwellenleiter-Stellen liegt.
Der Spiegel 20 kann zwischen diesen beiden extremen Winkelpositionen durch ein Halterelais 50 bewegt werden, dessen Ausgangselement 52 mit dem Arm 45 über eine vorgespannte Druckfeder 55 verbunden ist. In jeder der beiden Positionen des Ausgangselements 52 ist der Spiegel 20 daher in eine seiner extremen Winkelpositionen durch die Feder 55 beaufschlagt und bleibt in dieser Position, bis das Relais 50 aktiviert wird, um den Spiegel in die andere extreme Winkelposition zu treiben.
Der Lichtwellenleiter-Befestigungsblock 35, der Spiegel 20, das Relais 50 und die Anschlaganordnung sind bevorzugt in einem Gehäuse untergebracht, das eine geeignete Durchführung für Lichtwellenleiter 12', 13', 15 und 17 aufweist. Eine geeignete elektrische Verbindung ist vorgesehen, um die Aktivierung des Relais 50 zu steuern.
Die Schleifenfunktion unter Verwendung des zusätzlichen Reflektors ist zwar komplizierter als ein einfacher Schleifenlichtwellenleiter, sie bietet aber bestimmte Vorteile, die sie normalerweise bevorzugt machen. Die scharfe Biegung des Schleifenleiters kann ausreichend mechanische Spannung verursachen, um letztendlich zum Ausfall zu führen. Außerdem können durch geeignete Wahl des Belags für den Reflektor 30 die Verluste im Bypass-Kanal besser gesteuert werden, als wenn man sich auf Biegeverluste verläßt.
Zusammenfassend ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine einfache, elegante und doch überraschend vielseitige Konstruktion für einen Bypass-Schalter angibt. Vorstehend werden zwar bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung vollständig beschrieben, aber verschiedene Modifikationen, alternative Konstruktionen und Äquivalente können ebenfalls verwendet werden. Die obige Beschreibung und die Zeichnungen sind daher nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend anzusehen, der durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist. TABELLE 1

Claims

1. Faseroptischer Wechselschalter, der aufweist:

- einen konkaven Reflektor (20);

- ein Schleifenmittel (26), das zwei Enden einer optischen Faser aufweist, die Schleifenenden genannt werden, und das dazu bestimmt ist, Licht von einem dieser Schleifenenden nach dem anderen Schleifenende zu übertragen;

- einen ersten, zweiten, dritten und vierten Anschlußpunkt für einen optischen Sender-Empfänger, von denen jeder so angeordnet ist, daß ein entsprechender optischer Sender-Empfänger an einer von vier Stellen, die mit S, D, I und O bezeichnet sind, positioniert ist;

- einen fünften und sechsten Anschlußpunkt für einen optischen Sender- Empfänger, um die Schleifenenden an der entsprechenden, mit L1 und L2 bezeichneten fünften bzw. sechsten Stelle zu positionieren;

- ein Mittel (25) zum Verschieben des Reflektors, relativ zu den Anschlußpunkten für die optischen Sender-Empfänger, zwischen einer ersten Anordnung, bei der die Stellen S und O einander optisch zugeordnet sind, und die Stellen I und D einander optisch zugeordnet sind, und einer zweiten Anordnung, bei der die Stellen I und O einander optisch zugeordnet sind, die Stellen S und L2 einander optisch zugeordnet sind, und die Stellen L1 und D einander optisch zugeordnet sind.

2. Wechselschalter gemäß Anspruch 1, wobei das Schleifenmittel eine einzige optische Faser (27) aufweist, deren Enden die Schleifenenden sind.

3. Wechselschalter gemäß Anspruch 1, wobei das Schleifenmittel aufweist:

- eine erste und zweite optische Faser (28a, 28b), von denen jede ein erstes und zweites Ende hat;

- einen zusätzlichen konkaven Reflektor (30); und

- ein Mittel zum Positionieren der ersten Enden der ersten und zweiten Faser an zwei über den zusätzlichen konkaven Reflektor einander optisch zugeordneten Stellen;

so daß die zweiten Enden der ersten und zweiten Faser die Schleifenenden bilden.

4. Wechselschalter gemäß Anspruch 1, wobei die sechs Stellen eine geradlinige Anordnung bilden.

5. Wechselschalter gemäß Anspruch 4, wobei die sechs Stellen in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.

6. Wechselschalter gemäß Anspruch 1, wobei die sechs Stellen in zwei Reihen mit je drei Stellen angeordnet sind.

7. Wechselschalter gemäß Anspruch 6, wobei die Stellen in den zwei Reihen versetzt angeordnet sind.

8. Faseroptischer Wechselschalter gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der konkave Reflektor ein sphärischer Reflektor ist, der einen Krümmungsmittelpunkt hat.

9. Wechselschalter gemaß Anspruch 5, wobei die sechs Stellen in der Reihenfolge S, D, I, O, L1, L2 angeordnet sind, und der konkave Reflektor ein sphärischer Reflektor ist, der einen Krümmungsmittelpunkt hat.