NO152067B - Fiberoptisk koplingsorgan. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et fiberoptisk koplingsorgan for å omkoble, dvs. slutte, bryte eller veksle en optisk signalvei utført med en eller flere anordnede fiberender og et tilsvarende antall bevegelig anordnede fiberender, idet et magnetisk aktivert påvirkningsorgan er anordnet for i avhengighet av en magnetiseringsstrøm å tilveiebringe en omkobling mellom en første og en andre nmkoblingssti 1ling, idet de fast anordnede fiberender er forankret i en fast første holder. Et slikt koplingsorgan anvendes eksempelvis for et sløyfesystem i tilknytningspunktet mellom fibersløy-

fen og bussterminalen.

I fiberoptiske transmisjonssystemer oppstår problemet med å kunne omkoble signaler gjennom en eller flere optiske fibre til en andre eller flere andre optiske fibre med minst mulig dempning. I analogi med konvensjonell signaloverføring har man derved konstruert fiberoptiske releer for å tilveiebringe denne omkobling. Et slikt tidligere kjent fiberoptisk relé

er beskrevet eksempelvis i britisk patent 1 580 109. Dette utgjøres av et substrat, hvilket er utformet med to renner for å klemme fast to optiske fiberender og med et hulrom i hvilket det ene fiberet strekker seg slik at dets endeparti skal kunne bevege seg i tverretningen og under innvirkning av et magnetisk felt kunne innta to ulike stillinger. I den ene stillingen er den bevegelige fiberenden optisk koblet til den fast anordnede ikke bevegelige fiberenden, mens i den andre stillingen, er fiberendene bortkoblet. Eventuelt kan en tredje fiberende klemmes fast og i den andre stillingen kobles til den første bevegelige fiberenden. Herved skjer en omkobling mellom to optiske signalveier.

Ved konstruksjon av et fiberoptisk koblingsorgan i form av

et relé må det tas hensyn til følgende faktorer:

1. Liten avvikelse mellom samvirkende fibres sentrumlihjer Med "samvirkende fibre" tilsiktes i denne forbindelse de to fibre som før, henholdsvis etter omkobling skal lede samme optiske signal. 2. Liten vinkelfeil mellom samvirkende fibres sentrumlinjer, 3. Liten avstand mellom samvirkende fibres endeflater.

Erfaringen viser at avvikelse ifølge punkt 1 har størst innvirkning på dempningen av signalene mellom samvirkende fibre, mens vinkelfeilen ifølge punkt 2 har mindre, og avstanden ifølge punkt 3 har minst innvirkning. Med dette faktum som utgangspunkt er omkoblingsorganet ifølge foreliggende oppfinnelse blitt konstruert.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er således å tilveiebringe et fiberoptisk koblingsorgan for omkobling av et første antall fibre til et andre antall fibre og hvilket i første rekke tilgodeser kravet til liten avvikelse og liten vinkelfeil mellom samvirkende fibres sentrumlinjer, slik at dempningen kan holdes så lav som mulig.

Dette muliggjøres ifølge oppfinnelsen ved at de bevege-

lig anordnede fiberender er forankret i en mot et under-

lag bevegelig sleide og dessuten er ytterligere forank-

ret et stykke inn på fibrene i en fast andre holder,

slik at ved sleidens bevegelse under innvirkning av

nevnte påvirkningsorgan, blir de bevegelige fiberendene påtvunget en S-lignende form i i det minste den første eller den andre omkoplingsstiIlingen, hvorved sleiden gis en med fiberendeflåtene i hovedsak parallell beveg-

else for å tilveiebringe nevnte omkopling.

Ytterligere kjennetegnende trekk ved oppfinnelsen

fremgår av de etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen skal nærmere beskrives med henvisning til ved-lagt tegning. Fig. 1 viser et oversiktsriss ovenfra av koblingsorganet ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser koblingsorganet i et tverrsnitt A-A ifølge fig. 1. Fig. 3 viser nærmere en utførelse av omkoplingsdelen i den ene stillingen i koplingsorganet ifølge fig. 1. Fig. 4 viser samme utførelse som fig. 3 i den andre omkop-lingsstillingen. I fig. 4 vises i et oversiktsriss ovenfra koplingsorganet ifølge oppfinnelsen. Koblingsorganet utgjøres av et relé med fiberoptiske ledere som skal omkobles mellom to stillinger slik det vil fremgå av figurene 3 og 4. Ifølge fig. 1 er releet oppbygget på en bunnplate 1, hvis ene langside to. jernkjerner 2 og 3 er festet til.Et anker 4 av magnetisk mate-riale (bløtjern) er festet til en ankerfjær 5 som er umag-netisk. Fjæren 5 løper mellom bløtjernsdelene (jernkjernene) 2 og 3 og er montert på kjernen 3, som er forsynt med to utragende pregninger. Disse løper gjennom to hull (ikke vist) i ankerfjæren 5. En første bøyle 6 ligger an mot ankerfjærens høyre del og forhindrer etter montering ankerfjæren 5 i å løsne fra kjernen 3. En andre bøyle ved jernkjernen 2 er forsynt med en tunge 18 som utgjør ankerstopp i ankerets fra-slåtte stilling (ifølge fig. 1). Ettersom ankerfjæren 5 er plassert mellom ankeret 4 og kjernen 2, vil fjæren 5 utgjøre polblikk for den magnetiske fluks som flyter mellom kjernen 3, ankeret 4 og kjernen 2 (i figuren vist med pilene). Fluk-sen frembringes på i og for seg kjent måte ved hjelp av en ikke vist spole som magnetiserer en jernkrets i hvilken magnetkjernene 2, 3 og ankeret 4 inngår. Den fra ankeret 4 over kjernen 2 utragende frie del av ankerfjæren 5 gir ankeret passende fraslagskraft.

En holder 12 er festet, eksempelvis limt på bunnplaten 1. Holderens ene sideflate ligger an mot kjernen 2, se fig. 2, og langsmed dens andre sideflate er en distansetråd 22 med en viss diameter plassert, hvilken berører foruten sideflaten hos holderen 12 også en styreplate 10, i form av et metallisk blikk av rektangulært tverrsnitt. På holderens 12 øvre flate er langsgående renner eller spor utskåret på i og for seg kjent måte, og i rennene er tre optiske fibre 13, 14 og 15 forankret.

En bevegelig sleide 8 av samme utforming som holderen 12 er plassert mellom den til høyre utragende del av kjernen 2 og styreplaten 10. Sleiden kan gli med en viss friksjon i en bevegelse hovedsakelig vinkelrett på den langsgående ret-ningen hos fibrene 13, 14, 15. På sleidens 8 øvre flate er likesom på holderen 12 langsgående renner eller spor utskåret for å forankre 3 optiske fibre 19, 20, 21. Disse fibre løper mot høyre i figuren forbi sleidens høyre kant og for-ankres i en fast holder 16, hvis ene (i figuren 1, nedre) kantflate ligger an mot kantflaten hos en andre styreplate 11. Ved hjelp av en returfjær 17 holdes den bevegelige sleiden 8 på plass i sin utgangsstilling, slik som vist i fig. 1. Returfjæren 17 ligger an mot et ikke vist anslag på sleidens 8 underside og gir sleiden en kraft også ned mot bunnplaten 1.

Den faste holderens 16 stilling er således valgt at når sleiden 8 befinner seg i sin øvre stilling, ifølge fig. 1 og 3, er fiberendene i sleiden 8 forskjøvet en halv fiberdeling d/2 i forhold til samme fibres stilling i holderen 16, dvs. avstanden a = en halv fiberdeling d. Dette under forutsetning at holderen 16 er av samme utførelse som sleiden 8.

Ankerfjæren 5 er forsynt med en påvirkningsarm i form av en løftetunge 7, for å skyve sleiden 8 foran seg slik at denne utfører en mot fibrenes lengderetning vinkelrett bevegelse for omkobling. Bunnplaten 1 er således forsynt med en uttagning 9 for å muliggjøre påvirkningsarmens bevegelse.

Ved magnetisering av kjerne 2 og 3 oppstår en magnetfluks, som gir en kraftvirkning mellom ankeret 4 og kjernen 2. Ankeret 4 nærmer seg kjernen 2, og løftetungen 7 kommer

i berøring med den bevegelige sleiden' 8. Løftetungen 7 vil

skyve sleiden 8 foran seg, hvilken etter en stund vil presses mot styreplaten 10 og stanses i sin bevegelse ved styreplatens øvre sideflate. Ankerets bevegelse stanses av kjernen 2 og løftetungen bøyes når den bevegelige sleiden er blitt stoppet. Fig. 4 viser med' samme henvisningsbetegnelse som i fig. 1 sluttstillingen hos sleiden 8 etter bevegelsen. Slik det fremgår av figurene 3 og 4, er fiberendenes stilling på sleiden 8 forskjøvet en halv fiberdeling d/2 relativt samme fibres stilling på holder 16 i utgangsstillingen (fig. 3). Etter omkobling er fiberendene på sleiden 8 forskjøvet en halv fiberdeling d/2 relativt samme fibres stilling på holderen 16, men i motsatt retning. Herved oppnås ved omkoblingen en bevegelse av pluss og minus en halv fiberdeling omkring en tenkt symmetrilinje gjennom holderen 16.

Distansetråden 22 har en diameter som er nøyaktig lik en fiberdeling d og bestemmer på kjent måte stillingen av den sideflate hos styreplaten 10 som er rettet mot sleiden 8. I sleidens andre stilling ifølge fig. 4, vil således de to fiberendene 19 og 20 bli beliggende midt imot fiberendene 14, 15 på holderen 12.

For å redusere avvikelsen mellom fibrenes sentrumlinjer ifølge punkt 1 ovenfor, anvendes i holderen 12 og den

bevegelige sleiden 8 fiberstykker av samme opprinnelses-fibre. Styrespor i holderen 12 og den bevegelige sleiden 8 er blitt bearbeidet til samme mål og bunnplaten 1 har likesom den bevegelige sleiden 8 meget god planhet. Returfjæren 17 trykker den bevegelige sleiden 8 mot bunnplaten 1. Ved hjelp av disse forholdsregler oppnås garanti for liten variasjon i en retning mellom samvirkende fibres sentrumlinjer. I en andre retning 90° mot den nettopp beskrevne tilveiebringes dette ved at

den bevegelige sleiden 8 i sin ene stilling trykkes mot samme kjerne 2 som holderen 12 er trykket mot, og i sin andre (tilslåtte) stilling trykkes mot samme flate 11 av

styreplaten 10 som på kjent måte er blitt plassert akkurat et delingsmål d utenfor holderens 12 kant. Holderens 12 og den bevegelige sleidens 8 breddemål er like og delingen d mellom fibrene i holderen 12 og sleiden 8 samt avstanden fra fiber til holderens og sleidens ytterkanter er like store. Dette medfører at sentrumlinjene bør i det nærmeste sammenfalle.

For å tilveiebringe et relé med liten vinkelfeil mellom fibrenes sentrumlinjer ifølge punkt 2 ovenfor, er som første tiltak fibrenes frie lengde fra den faste holderen 16 til den bevegelige sleiden 8 blitt utprøvet. Ved å anbringe fibrene 19, 20, 21 slik som fig. 1 angir, dvs. parallelt med hverandre og festet dels i den faste styringen 16, dels i den bevegelige sleiden 8 ifølge oppfinnelsen, oppnås ved reléets tilslag en S-formet parallellbevegelse i fibrene i den bevegelige føringen som reduserer vinkelfeilene mellom samvirkende fibres sentrumlinjer. Delingen mellom fibrene 19, 20, 21 gjøres liten for å minske vinkelfeilen og den faste holderen 16 plasseres slik at fibrenes sentrumlinjer i denne detalj befinner seg midt mellom de stillinger som fiberendenes sentrumlinjer kommer til å innta i henholdsvis fraslått og tilslått stilling.

I utførelsesformen ifølge fig. 1-4 er vist tre (langsgående) fibre som omkobles av releet. Oppfinnelsen er selvfølgelig ikke begrenset til dette antall fibre. Eksempelvis kan kun et fiber 13 være festet på holderen 12 og kun et fiber 19 være festet på sleiden 8 og holderen 16, hvilke i den ene stillingen er sentrert mot hverandre. For at releet skal kunne utføre sin tilsikt-ede funksjon, må imidlertid ytterligere et fiber eller en bøyelig tråd 21 være festet på sleiden 8 og holderen 16, slik at ovenfor beskrevne S-formede parallellbevegelse av fiber pluss tråd oppnås ved omkoplingen.

I den sistnevnte utførelsesform fåes ved omkoplinben en brytning av signalveien gjennom respektive fibre 13, 19. For å muliggjøre en liten avstand mellom de samvirkende fibres endeflater ifølge punkt 3 ovenfor, anvendes ved reléets montering en innretningsanordning som letter innstillingen i fibrenes lengderetning.

Ved de her beskrevne tiltak oppnås en jevn kvalitet på signaloverføringen og ønskede gode tekniske prestasjoner oppnås til rimelige kostnader.

Claims (4)

1. Fiberoptisk koblingsorgan for å omkoble, dvs. slutte, bryte eller veksle en optisk signalvei utført med en eller flere fast anordnete fiberender og et tilsvarende antall bevegelig anordnede fiberender, idet et magnetisk aktivert påvirkningsorgan (4, 7) er anordnet for i avhengighet av en magnetiseringsstrøm å tilveiebringe en omkobling mellom en første og en andre omkoblingsstilling, idet de fast anordnete fiberender (13, 14, 15) er forankret i en fast første holder (12), karakterisert ved at de bevegelig anordnete fiberender (19, 20, 21) er forankret i en mot et underlag (1) bevegelig sleide (8), og dessuten ytterligere forankret et stykke inn på fibrene i en fast andre holder (16), slik at ved sleidens bevegelse under innvirkning av nevnte påvirkningsorgan (7) de bevegelige fiberendene (19, 20, 21) blir påtvunget en S-lignende form i i det minste den den første eller den andre omkoblingsstillingen, hvorved sleiden gis en med fiberendeflåtene i hovedsak parallell bevegelse for å tilveiebringe nevnte omkobling.

2. Koblingsorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at den første holderen (12) for de faste fiberendene (13, 14, 15) er innpasset mellom to stopporganer (2, 10) hvilke danner begrens-ningsflater for sleidens bevegelse.

3. Koblingsorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at sleiden (8) er av rektangulær form av samme utforming som den første holderen (12) og har en sentrumlinje som i første omkoblingsstilling sam-menfaller med sentrumlinjene hos den faste første holderen (12).

4. Koplingsorgan som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at den faste andre holderen (16) er plassert på en viss avstand fra den bevegelige sleiden og av samme utførelse som denne, idet den andre holderens (16) stilling i fibertverretningen er slik at dens sentrumlinje er i hovedsak parallell med sentrumlinjen hos den første holderen (12), men forskjøvet en halv fiberdeling (a) relativt nevnte sentrumlinje.