PT90461B

PT90461B - Comutador optico

Info

Publication number: PT90461B
Application number: PT90461A
Authority: PT
Inventors: Norbert Anthony Eno
Original assignee: Adc Telecommunications Inc
Priority date: 1988-05-06
Filing date: 1989-05-04
Publication date: 1994-04-29
Also published as: PT90461A; IL90135A0; BE1003805A5; SE8901590L; DK186689D0; IL90135A; AU3401889A; GB2218222A; NO891853D0; CH679893A5; DK186689A; GR1000681B; DE3914952A1; LU87510A1; NO891853L; SE8901590D0; GR890100295A; GB2218222B; ES2013486A6; NL8901063A

Description

Ε incluído um primeiro corpo (12) do comutador (10) para manter as fibras da primeira pluralidade num feixe (22) estreitamente unido, com os topos terminais dispostos em circunferência em volta de um primeiro eixo comum. E incluído um segundo corpo (14) do comutador (10) para manter as fibras da segunda pluralidade num segundo feixe (23).

primeiro e segundo feixes sao seleccionados para que pelo menos uma parte dos topos terminais das fibras da primeira pluralidade seja ópticamente acoplada com os topos terminais de pelo menos uma das fibras da segunda pluralidade, quando o primeiro feixe for angularmente deslocado em volta do primeiro eixo para uma qualquer duma pluralidade de posiçoes angularmente deslocadas.

Os feixes sao, além disso, seleccionados para que pelo menos uma das fibras do primeiro feixe seja ópticamente acoplada com diferentes fibras do segundo feixe, quando o primeiro feixe for disposto numa qualquer de pelo menos duas das posiçoes angularmente deslocadas. E incluído um mecanismo de alinhamento, para alinhar o primeiro feixe móvel para qualquer posição da pluralidade de posiçoes angularmente deslocadas.

FUNDAMENTO DA INVENÇAO

1, Campo da Invenção

A presente invenção insere-se no dominio dos ligadores de fibras ópticas. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a meios para ligar uma pluralidade de fibras ópticas com meios para comutar acoplamentos ópticos entre as fibras.

2. Descrição da Técnica

Na industria das comunicações, ê bem conhecido o uso de fibras ópticas para a transmissão dos sinais. Embora as fibras ópticas apresentem numerosas vantagens para a convencional transmissão de sinais, hà singulares problemas associados com os sistemas de transmissão por fibras ópticas. Por exemplo, as fibras ópticas que tem diâmetros extremamente pequenos requerem alinhamento de grande precisão para evitar perdas de transmissão e potência. Em resultado disso, os dispositivos mecânicos anteriormente conhecidos na técnica precedente para a terminação ou comutaçao de condutores nao sao geralmente adequados para uso com fibras ópticas.

Para satisfazer a crescente procura de sistemas de fibras ópticas, a técnica tem desenvolvido ligadores e comutadores para uso com fibras ópticas. Um exemplo de um desses ligadores está descrito numa publicação intitulada ST Series Multi-Mode Fiber Optic Connectors, Light Guide Apparatus Data Sheet (Ligadores de Fibras Opticas Multimodo Série ST, Folha de Caracteristicas de Aparelhos de Guia de Luz), produzida por AT&T Technologies, Inc. e tendo o data de direitos de autor de 1985.

ligador da publicação AT&T inclui uma ficha ceramica que recebe e retem uma fibra óptica. A ficha ê segura num acoplador flexível de manga dividida.

Uma ficha semelhante com uma fibra óptica e inserida no acoplamento de manga dividida, com a manga a manter as fichas em alinhamento axial e com as fibras opostas a ficarem opticamen te acopladas. 0 aparelho da publicação AT&T nao é, em si mesmo, um comutador, na medida em que nao proporciona um meio para selectivamente trocar acoplamentos opticos entre pares escolhidos de fibras opticas.

Um comutador de fibras opticas é mostrado e descrito numa publicação intitulada Electro-Optic Products 'Moving Fiber' Switches Permit Greater System Predictability and Reliability (Comutadores 'Fibra Movei' de EOP Permitem Maior Capacidade de Previsão e Fiabilidade de Sistemas) editada pela Siecor Corporation. 0 Comutador Siecor mostra deslocamento lateral das fibras opticas.

Outro exemplo dum comutador optico e mostrado na Patente dos E.U. 4.033.669 a Hanson, com data de 5 de Julho de 1977. No Hanson, uma pluralidade de varetas paralelas retem e alinha uma pluralidade de fibras. As fibras (tais como os elementos (23), (25) e (27) da fig. 3 de Hanson) sao mantidas no interticio definido por superfícies opostas das varetas (tais como as varetas 24a-24e da Fig. 3 de Hanson). Como descrito de modo mais completo no texto da patente de Hanson, o alinhamento de certas varetas e o movimento das varetas afecta o alinhamento e comutaçao das fibras opticas.

Sao também mostrados e descritos comutadores de fibras opticas nas Patentes dos E.U. 4.245.885 e 4.229.068. Ambas as patentes sao atribuídas a T.R.W., Inc. de Cleveland, Ohio, e mostram uma estrutura em que uma pluralidade de varetas define uma pluralidade de canais intersticiais nos quais sao colocadas as fibras opticas.

Na Patente dos E.U. 4.245.885, as fibras opticas (24) sao mostradas posiocionadas dentro dos canais intersticiais (76), (78), (80), (82), (84) e (86). Na Patente dos E.U. 4.229.068, as fibras opticas sao mostradas na Fig. 3 como ítems 93, 95, 97, 99, 101 103, 105 e 107.

As fibras sao mostradas nos espaços intersticiais definidos entre uma vareta central comum 46 e uma pluralidade de varetas circunferenciais 91. Uma realizaçao alternativa é apresentada na Fig. 6 da Patente dos E.U. 4.299.068, em que as fibras opticas 176 sao previstas dentro dos canais intersticiais definidos entre as varetas circunferenciais 174 e uma manga exterior 178.

Nas Patentes dos E.U. 4.245.885 e 4.229.068, a comutaçao entre as fibras opticas é realizada rodando os feixes de f_i bras em volta dum eixo comum.

Apesar dos acopladores e comutadores da técnica anterior acima mencionados, ha uma continua necessidade de concepção realçada de acopladores e comutadores de fibras opticas. Esta necessidade surge do elevado custo associado com muitos projectos da técnica anterior. Os comutadores e acopladores de fibras opticas necessitam ser produzidos em massa duma maneira que tenha custos de fabricaçao baixos, permitindo contudo, a elevada qualidade de funcionamento dum produto acabado.

A qualidade de funcionamento dos comutadores ópticos fica severamente debilitada nos casos em que um comutador nao pode alinhar fibras opticas opostas dentro dos limites de tolerância prescritos. E também desejável que um projecto permita o uso de técnicas de realce de acoplamento õptico (tais como o uso de fluidos de adap taçao do indice) para melhorar a qualidade de funcionamento õptico.

A necessidade de tolerâncias elevadas no ali nhamento õptico é melhor compreendida com referência âs pequenas dimen soes em jogo nas fibras opticas. Por exemplo, uma fibra õptica monomodo pode ter um diâmetro exterior de 125 microns com uma alma õptica que tem um diâmetro de cerca de 10 microns.

A fim de proporcionar um acoplamento optico de alta qualidade de funcionamento entre fibras opostas, as almas das fibras têm de estar em alinhamento coaxial oposto com um alto grau de tolerância. Por exemplo, onde os eixos de fibras ópticas opostas estão deslocados de um micron, o mau alinhamento de um micron representa cer ca de 1 dB. Na avaliaçao do impacte na qualidade de funcionamento, dB é aproximadamente equivalente a uma perda de potência de 50 por cento.

E geralmente reconhecido que desalinhamentos alem de 3 microns nao sao aceitáveis. Atê agora, têm sido elusivos os projectos de comutadores capazes de satisfazer este elevado grau de tolarancia e contudo manter custos de fabricaçao geralmente baixos.

SUMARIO DA INVENÇÃO

De acordo com uma realizaçao preferida da presente invenção, é proporcionado um comutador optico para um sistema que envolve sinais transmitidos através de uma pluralidade de fibras opticas. 0 comutador inclui uma primeira e segunda pluralidade de fibras ópticas com cada uma das fibras a terminar num topo terminal. E inclui do um primeiro corpo do comutador para manter as fibras da primeira plu ralidade num primeiro feixe extremamente unido, com os topos terminais dispostos em circunferência em volta dum primeiro eixo comum.

E incluído um segundo corpo do comutador para manter as fibras da segunda pluralidade num segundo feixe. 0 primeiro e segundo feixes sao seleccionados para que pelo menos uma parte dos topos terminais das fibras da primeira pluralidade seja opticamente acoplada com os topos terminais de pelo menos uma das fibras da segunda plu ralidade, quando o primeiro feixe for angularmente deslocado em volta do primeiro eixo, para uma qualquer duma pluralidade de posiçoes angularmen te deslocadas.

Além disso, pelo menos uma das fibras do pri_ meiro feixe é opticamente acoplada com diferentes fibras do segundo fe£ xe, quando o primeiro feixe e disposto numa qualquer de pelo menos duas das posiçoes angularmente deslocadas. E incluído um mecanismo de alinhamento, para alinhar o primeiro feixe com o segundo feixe, e com o primeiro feixe móvel para qualquer posição da pluralidade de posiçoes angularmente deslocadas.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Fig. 1 é uma vista em corte transversal dum comutador óptico de acordo com a presente invenção;

Fig. 2 é uma vista ampliada de feixes de fibras opostos dum comutador da presente invenção;

Fig. 3 é uma vista tomada ao longo da linha

3- 3 da Fig. 2;

Fig. 4 é uma vista tomada ao longo da linha

4- 4 da Fig. 2;

Fig. 5 é uma vista semelhante ã Fig. 2 mostrando uma realizaçao alternativa da presente invenção;

Fig. 6 é uma vista tomada ao longo da linha

6- 6 da Fig. 5;

Fig. 7 é uma vista tomada ao longo da linha

7- 7 da Fig. 5;

Fig. 8 é uma representação esquemática mostrando o posicionamento rotativo das fibras opticas num comutador da presente invenção;

Fig. 9 é uma vista em perspectiva da presente invenção mostrando os corpos do comutador seguros por um acoplador de casquilho dividido;

Fig. 10 ê uma vista semelhante ãs Figs. 2 e 5 mostrando uma realizaçao alternativa da presente invenção;

Fig. 11 e uma vista tomada ao longo da linha

11- 11 da Fig. 10;

Fig. 12 é uma vista tomada ao longo da linha

12- 12 da Fig. 10;

Fig. 13 é uma vista semelhante ãs Figs. 2, e 10, mostrando ainda outra realizaçao alternativa da presente invenção;

Fig. 14 é uma vista tomada ao longo da linha

14- 14 da Fig. 13; e

Fig. 15 é uma vista tomada ao longo da linha

15- 15 da Fig. 13.

DESCRIÇÃO DA REALIZAÇÃO PREFERIDA

Referindo-nos agora ãs várias figuras de desenhos, em que elementos idênticos estão sempre numerados identicamen te, será agora apresentada uma descrição da realização preferida da pre sente invenção, com referencia ao comutador optico 10. 0 comutador 10 inclui um primeiro corpo do comutador 12 e um segundo corpo do comutador 14.

Os furos 16 e 18 sao calibrados para receber um feixe das maiores fibras duma escala de tolerâncias predeterminada. Se forem inseridas fibras de diâmetros mais pequenos (nas ainda dentro da escala de tolerâncias), pode ficar presente um pequeno intervalo entre fibras opostas. 0 termo relaçao de contiguidade lado-a-lado, como usado na presente descrição e em qualquer das reivindicações apresentadas, significa que as fibras opostas estão em contacto directo ou espaçadas por nao mais do que um intervalo que resulta da variaçao dos diâmetros das fibras dentro da escala de tolerâncias predeterminada.

Para evitar um funcionamento óptico prejudicial, a escala de tolerâncias deverã ser seleccionada de modo que qualquer desses intervalos seja menor do que tres microns e de perferência menor do que um micron. Isto estã bem dentro da tecnologia actual, dado que as fibras ópticas podem ser fabricadas com diâmetros exteriores con trolados dentro de mais ou menos 0,3 micron a dois microns.

Como mostrado, as fibras 40-42 terminam nos topos terminais 40a, 41a e 42a, geralmente planares. Semelhantemente, as fibras 4O'-42' terminam nos topos terminais 40a', 41a' e 42a'. Os topos terminais 40a-42a e 40a'-42a' sao geralmente perpendiculares aos eixos longitudinais das fibras ópticas e aos eixos X-X e Y-Y dos corpos 12 e 14 do comutador.

Como mostrado nas Figs. 3 e 4, as fibras ópticas 40-42 e 40'-42' sao dispostas com os topos terminais 40a-42a e 40a'-42a' dispostos em circunferência em volta dos primeiro e segundo eixos comuns X-X e Y-Y, respectivamente.

Mostrado na Fig. 3, o eixo X-X estâ centralmente disposto dentro do interstício definido pelas fibras ópticas contíguas 40-42. Semelhantemente, e como mostrado na Fig. 4, o eixo Y-Y estã centralmente disposto dentro do interstício definido entre as superfícies opostas das fibras ópticas 40'-42'.

Como mostrado na Fig. 8, os eixos das fibras ópticas definem um triângulo A, com os eixos comuns, tais como o eixo X-X, centralmente dispostos dentro do triângulo. Na Fig. 8, as fibras 40-42 sao mostradas em primeiras posiçoes indicadas por linhas cheias, e em posiçoes rodadas de 60 graus indicadas por linhas tracejadas. A distância do eixo de cada fibra óptica ao eixo comum e aproximada pela seguinte formula: d=2r/3 1/2 em que d e a distancia do eixo comum ao eixo da fibra óptica e r ó o raio da fibra óptica.

A manutenção de tolerâncias de precisão com os corpos do comutador 12 e 14 e muito importante para funcionamento bem su cedido da presente invenção. Numa realizaçao preferida (usando tres fibras opticas tais como as fibras 40-42), as fibras tem diâmetros de cerca de 125 microns. Com feixes tais como os mostrados nas Figs. 3 e 4, os corpos do comutador 12 e 14 tem de preferencia diâmetros interiores de 0,269 mm com uma tolerância de -0 mm e +0,001 mm.

Numa realizaçao preferida, os corpos do comu tador 12 e 14 terão um diâmetro exterior de 2,5 mm (mais ou menos 0,0005 mm) e com uma concentricidade do eixo do furo interno para o diâmetro exterior exterior a ficar dentro de 1 micron. Os corpos do comutador 12 e 14 sao de preferência cerâmicos. Corpos cilíndricos cerâmicos tendo dimensões como as descritas estão dentro da perícia da técnica dos ceramistas e podem ser obtidos através da Kyocera Corp., Japao, como items FCR-2 na sua brochura Fiber Optic Component Parts (Peças Componentes de Fibras Opticas) com data de direitos de 1988.

Com os feixes 22 e 23 seguros dentro dos cor pos do comutador 12 e 14, respectivamente, os corpos do comutador 12 e 14 sao mantidos em alinhamento coaxial por meio de um casquilho 30.

Como mostrado nas Figs. 1 e 9, o casquilho 30 circunda a superfície exterior de ambos os corpos do comutador 12 e 14.

-12Os topos exteriores 12 e 14 dos corpos do comutador 12 e 14 estendem-se axialmente ficando afastados do casquilho 30. 0 casquilho 30 é de perferencia, um casquilho dividido cerâmico, tendo um intervalo 31 que se estende axialmente (mostrado na Fig. 9) disposto ao longo do casquilho. Um exemplo desse tipo ê apresentado como item Tipo TCS no boletim Kyocera acima mencionado.

Com os corpos do comutador 12 e 14 dispostos dentro do casquilho 30 e com as faces 12' e 14' opostas uma ã outra, os eixos X-X e Y-Y estão em alinhamento colinear. Além disso, cada um dos corpos 12 e 14 é capaz de rodar dentro do casquilho 30 e de deslizar axialmente dentro do casquilho 30.

E montado um primeiro anel flexivel 0-ring 32 rodeando o corpo 12 do comutador. 0 anel 32 fica oposto ao casquilho 30. Semelhantemente, é montado um segundo anel 0-ring 34 rodeando o segundo corpo 14 do comutador e ficando oposto ao casquilho 30. Um tubo 36, de preferência de vidro ou outro material cerâmico, é montado a circundar o casquilho 30 e os aneis 32 e 34. 0 tubo 36 é geralmente coaxial com o casquilho 30 e coaxial com os corpos 12 e 14 do comutador.

Os aneis 32 e 34 sao seleccionados para porporcionar vedançao estanque a líquidos entre os corpos 12 e 14 do comutador, respectivamente, e o tubo 36, ao mesmo tempo que adaptam o movimento relativo axial e rotativo dos corpos 12 e 14 do comutador.

E montado um primeiro bucim 46 rodeando o to po livre 12 e é montado um segundo bucim 48 rodeando o topo livre 14.

Os bucins 46 e 48 sao ligados aos corpos 12 e 14 do comutador, respecti vamente, através de qualquer meio adequado. Os bucins 46 e 48 incluem, respectivamente, as flanges radiais 46' e 48'. A um lado das flanges radiais 46' e 48', os bucins 46 e 48 incluem, resp., primeiras partes cilíndricas 46a, 48a que se estendem para dentro do volume definido entre as superficies opostas do tubo 36 e dos corpos do comutador 12 e 14, respectivamente.

Segundas partes cilíndricas 46b e 48b estendem-se ficando afastadas das flanges 46' e 48' dos lados das mesmas opo_s tos ao tubo 36.

As partes cilíndricas 46b e 48 b sao providas das ranhuras em circunferência 46b’ e 48b' que recebem os diafragmas flexíveis 50 e 52, geralmente circulares, respectivamente. Uma orla periférica do difragma 50 é recebida dentro duma ranhura 54 dum primeiro suporte 56. Semelhantemente, uma orla periférica do diafragma 52 é recebida dentro de uma ranhura 58 do segundo suporte 60.

suporte 56 pode ser fisicamente ligado a qualquer objecto fixo ou pode ser ligado a um manipulo. 0 suporte 60 pode ser ligado de modo semelhante. Por exemplo, se o suporte 56 é ligado a um objecto fixo e o suporte 60 e ligado a um manipulo, os corpos 12 e 14 do comutador podem ser rodados um em relaçao ao outro por um operador que engate o manipulo ligado ao suporte 60 e faça rodar o suporte 60 em volta do seu eixo. Os diafragmas 50 e 52 permitem movimento universal relativo entre os suportes 56 e 60 enquanto permitem que o casquilho 30 e o tubo 36 mantenham os corpos 12 e 14 do comutador em alinhamento geralmente coaxial.

Como mostrado nas Figs. 3 e 4, os feixes 22 e 23 sao imagens de espelho. Nomeadamente, quando os feixes sao apresentados opondo-se um ao outro num particular alinhamento angular, a face da fibra õptica 40a fica oposta ã face 40a'. Igualmente, a face 41a fica oposta á face 41a' e a face 42a fica oposta â face 42a'. Com as fibras em oposição exacta, as fibras ficam ópticamente acopladas.

Para realçar a transmissão õptica, e incluido um fluido adaptador do indice, dentro do volume 100 (mostrado na Fig. 2) entre as faces opostas 14' e 12'. Os anéis vedantes 32 e 34 asseguram que o fluido adaptador do indice fica retido dentro do comutador 10. Alternativamente ou adicionalmente, poderia ser aplicado aos topos das fibras um revestimento anti-refIector. Compreender-se-á que os fluidos adaptadores do indice e os revestimentos anti-reflectores nao formam,

em si mesmos, parte desta invenção e podem ser obtidos comercialmente.

Com a estrutura da presente invenção como descrita, serão agora discutidos os benefícios da invenção. Nomeadamen. te, os corpos do comutador 12 e 14 sao caprzes de rodar um em relaçao ao outro para qualquer posição duma pluralidade de posiçoes angularmente deslocadas. Numa dessas posições, as faces 40a, 40a'; 41a, 4la'; 42a,

42a' estão opticamente acopladas. Rodando o primeiro corpo do comutador 12 no sentido dos ponteiros dum relógio (relativamente à vista do corpo do comutador 14 na Fig. 4) de 120 graus, decorre uma comutaçao optica resultando que os pares de fibras 40, 41'; 41, 42' e 42, 40’ ficam opticamente acoplados. Com rotaçao de 120 graus adicionais, resulta que os pares de fibras 40, 42'; 41, 40' e 42, 41' ficam opticamente acoplados .

A presente invenção, com os seus feixes estreitamente unidos, vence os problemas inerentes relacionados com os co mutadores ópticos da técnica anterior. Nomeadamente, os comutadores da técnica anterior requeriam construção e operaçao extremamente cuidadosas para assegurar a elevada tolerância necessária para o alinhamento coaxial entre fibras ópticas opostas a fim de terem o acoplamento óptico desejado.

Como anteriormente mencionado, as fibras ópticas que estivessem fora do alinhamento axial tanto como 3 microns podiam sofrer uma perda de potência de 50 por cento, o que seria inaceitável.

Com a estrutura da presente invenção e com as dimensões conforme descritas, uma rotaçao relativa de 1 grau dos corpos do comutador 12 e 14 em tomo dos eixos X-X e Y-Y traduz-se em apro ximadamente 1 micron de deslocamento do eixo da fibra óptica. Por consequência, se o deslocamento angular pode ser controlado até dentro de 1 grau de rotaçao, o deslocamento axial das fibras ópticas pode ser controlado dentro de cerca de um micron de percisao. Uma tolerância de 1 micron é muito aceitável para transmissão óptica.

Controlar os elementos de rotaçao dentro de um grau de deslocamento angular estã bem dentro da perícia das técnicas mecânicas. Por exemplo, motores de funcionamento escalonado, que podem ser obtidos no comércio, podem rodar dentro de incrementos discretos de fracções de graus.

Os feixes estreitamente unidos mantém o espaçamento entre os eixos das fibras õpticas e os eixos comuns tao pequjB no quanto possível. Embora um deslocamento em relaçao aos eixos comuns seja necessário para efectuar a comutaçao, é importante minimizar o des locamento, visto que esta minimizaçao impede o mau alinhamento de fibras ópticas opostas. Conforme mencionado, com o alinhamento estreitamente unido, um deslocamento angular relativamente grande traduz-se apenas num pequeno deslocamento circunferencial do eixo da fibra.

As Figs. 5-7 mostram realizações alternativas da presente invenção. Na Fig. 5, o primeiro corpo do comutador 12 e o segundo corpo do comutador 14 sao providos de partes do furo 16a e 18a que sao calibradas com dimensão suficiente para receber sete fibras opticas na disposição de feixe mostrada nas Figs. 6 e 7.

primeiro feixe 122 inclui as fibras 140-146. 0 segundo feixe 123 inclui as fibras 14O'-146’. 0 eixo da fibra 146 é coaxial com o eixo X-X do corpo 12 do comutador. Semelhantemente, o eixo da fibra 146' é coaxial com o eixo Y-Y do corpo 14 do comutador.

As fibras 140-145 estão espaçadas em circunferência em volta da fibra 146 com as fibras 140-145 posicionadas em circunferência a estarem em relaçao de contiguidade lado-a-lado com as fibras contíguas e com a fibra 146. As fibras 141' a 146' sao semelhantemente ordenadas num feixe idêntico.

Como resultado, com as fibras assim dispostas nos seus respectivos e com os corpos 12 e 14 do comutador montados em alinhamento coaxial, os emparelhamentos das fibras 140-145 com as fibras 140'-145' podem ser selectivamente comutados ajustando por rotaçao

o corpo 12 do comutador em relação ao corpo 14 do comutador. As fibras 146 e 146' estão opticamente acopladas independentemente da posição rotatória relativa dos corpos 12 e 14 do comutador.

As Figs. 10-12 mostram uma realizaçao alternativa adicional. Na Fig. 10, o primeiro corpo 12 do comutador e o segundo corpo 14 do comutador são providos de partes do furo 16b'' e 18b que são calibradas com dimensão suficiente para que cada uma das partes do furo receba duas fibras opticas na disposição de feixes mostrada nas Figs. 11 e 12.

primeiro feixe 222 inclui as fibras 240 e 241. 0 segundo feixe 223 inclui as fibras 240' e 241'. As fibras do primeiro e segundo feixes sao dispostas estreitamente unidas em relaçao de contiguidade lado-a-lado e ajustam-se convenientemente dentro do furo 16b e 18b. Nas Figs. 10 e 12, as fibras podem ser comutadas rodan do os corpos 12 e 14 um em relaçao ao outro em torno dos eixos X-X e Y-Y.

A realizaçao das Figs. 10-12 ã particularmen te útil na medida em que o comutador e apropriadamente adoptado para co mutador A ou B ouLIGADO/DESLIGADO. Por exemplo, uma das fibras do feixe 222 (por exemplo, a fibra 241) pode ser uma fibra ficticia. Isto é, a fibra 241 nao é ligada a qualquer sistema de transmissão óptica.

A fibra ficticia 241 é colocada no furo 16b para forçar a fibra 240 contra a superficie do furo 16b de modo que o eixo da fibra 240 fique paralelo ao eixo X-X e espaçado em relaçao a este mesmo eixo. Assim construída, a realizaçao da Fig. 10 e um comuta dor A ou B, tal que a fibra 240 pode alternativamente ser opticamente acoplada â fibra 240' (a fibra A) ou ã fibra 241' (a fibra B), ou possivelmente desligada. Como a fibra 241 nao estã ligada a um sistema de transmissão óptica, ela não transporta um sinal, mesmo que esteja opticamente acoplada a uma ou outra das fibras 240' ou 241'.

Usando também uma fibra fictícia no feixe 223 (por exemplo a fibra 241'), o dispositivo da Fig. 10 é um comutador LIGADO/DESLIGADO. 0 comutador estã na posição LIGADO quando as fibras 240 e 240' estão opticamente acopladas. 0 comutador estã na posição DESLIGADO quando as fibras 240 e 240’ nao estão opticamente acopladas .

uso de fibras fictícias como descrito nos parágrafos precedentes emprega as fibras fictícias como meio de posicionamento para manter as outras fibras na sua posição própria no feixe desejado. Qualquer meio de posicionamento diferente das fibras fictícias poderia serqusado para obrigar as outras fibras a estarem na sua posição desejada. Por exemplo, como alternativa ãs fibras fictícias, poderiam ser usados um fio de fibra nao-óptica de dimensão adequada ou um adesivo ou outra peça macho, para obrigar as fibras ópticas a estarem na sua posição desejada.

meio de posicionamento obriga a fibra activa (isto é, a fibra que estã ligada ao sistema de transmissão óptica) a ficar contra a parede do furo. Isto mantém o eixo da fibra em alinhamento próprio para a comutaçao. Para conseguir alinhamento de comutaçao apropriado, o furo dos corpos do comutador é tao pequeno quanto possível para receber a fibra activa e o meio de posicionamento com a fibra mantida ligeiramente fora do eixo do furo.

Na realizaçao das Figs. 10-12, sao mostradas duas fibras em cada um dos furos 16b e 18b. Uma forma muito útil da realizaçao das Figs. 10-12 teria quatro fibras em cada um dos furos 16b e 18b. As quatro fibras incluiriam duas fibras activas (isto é, duas fibras que estão ligadas a um sistema de transmissão óptica) e duas fibras fictícias.

Em cada feixe oposto, as fibras fictícias e activas ficam alternativamente alinhadas no feixe. Esse arranjo é um comutador LIGADO/DESLIGADO para dois pares de fibras. Como anteriormen te indicado, as fibras ficticias podem ser substituídas por fios de

fibra nao-óptica ou outro meio de posicionamento.

Os parágrafos precedentes descreveram o uso de fibras fictícias na realizaçao das Figs. 10-12 e num feixe de quatro fibras. Esta descrição é ilustrativa. As fibras fictícias (ou outros meios de posicionamento nao-ópticos) poderiam serusados nas outras realizações desta aplicaçao. Por exemplo, na realizaçao das Figs. 5-6, todas as fibras excepto uma (por exemplo, a fibra 140) do feixe 122 poderiam ser fibras fictícias ou outros meios de posiocionamento.

No feixe 123, as fibras 140'-145' poderiam ser fibras de transmissão óptica. Esta combinação resultaria num comutador de seis posiçoes em que, mediante rotaçao, a fibra 140 ficaria opticamente acoplada s qualquer das fibras 140'-145'. Para fazer um co mutador de cinco posiçoes, uma qualquer das fibras 14O'-145' poderia ser uma fibra ficticia.

As Figs. 13-15 mostram um comutador l-por-3 que usa um meio de posicionamento diferente de uma fibra ficticia. Nesta realizaçao, e disposta uma unica fibra óptica 340 dentro do furo 16c. 0 meio de posicionamento 341 obriga a fibra 340 a ficar contra a superficie do corpo 12 que define o furo 16c. Nesta realizaçao, o meio de posicionamento 341 é uma peça macho elastomerica que mantém a fibra 340 contra a parade do furo 16c e que mantém a fibra 340 afastada do alinhamento coaxial com o eixo X-X.

A peça macho elastomerica 341 fixa a posição da fibra 340 contra a parede do furo 16c. (Como alternativa à peça macho elastomerica, o meio de posicionamento poderia ser duas fibras fictícias. Esta estrutura seria semelhante à Fig. 3, em que a fibra 40 seria activa e as fibras 41, 42 seriam fibras fictícias).

feixe 323 de fibras no corpo 14 é idêntico ao da Fig. 4. Nomeadamente, três fibras 340', 341', 342' sao dispostas num feixe triangular. As fibras 340', 341', 342' sao contíguas em rela çao lado-a-lado com cada uma das tres fibras cooperando para manter todas as três em alinhamento fixo com as fibras 340', 341', 342' obrigadas contra a parede do furo 18c. Por consequência, quaisquer duas das fibras 340', 341’, 342' actuam como meios de posicionamento para a terceira das fibras 340'-342'.

arranjo completado ê um comutador l-por-3 em que a fibra 340 pode ser opticamente acoplada com uma qualquer das fibras 340'-342'. 0 arranjo das Figs. 13-15 pode ser modificado para ser um comutador l-por-2, simplesmente tomando uma das fibras 340'342' numa fibra fictícia (ou substituindo uma das fibras 340'-342' por um meio de posicionamento alternativo).

Pela precedente descrição pormenorizada da presente invenção, foi mostrado como a invenção foi realizada duma maneira perferida. Contudo, tenciona-se incluir no âmbito desta invenção modificações e equivalentes dos conceitos revelados tais como prontamente ocorrem aos conhecedores da técnica. Assim, o âmbito da invenção destina-se a ser limitado apenas pelo âmbito das reivindicações apresentadas .

Claims

1 . - Comutador optico para um sistema que envolve sinais transmitidos através duma pluralidade de fibras opticas, caracterizado pelo facto do referido comutador compreender:

uma primeira pluralidade de fibras opticas, terminando cada uma num topo terminal;

uma segunda pluralidade de fibras opticas, terminando cada uma num topo terminal;

primeiro meio para manter as referidas fibras da referida primeira pluralidade num primeiro feixe estreitamente unido, com os topos terminais das referidas fibras dispostos pelo menos parcialmente em circunf£ rência em volta dum primeiro eixo comum;

segundo meio para manter as referidas fibras da referida segunda pluralidade num segundo feixe;

os referidos primeiro e segundo feixes sendo seleccionados para que pelo menos uma parte dos referidos topos terminais das referidas fibras da referida primeira pluralidade seja opticamente acoplada com os topos terminais de pelo menos uma das referidas fibras da referida segunda pluralidade, quando o referido primeiro feixe for angularmente deslocado em volta do referido primeiro eixo para uma qualquer duma pluralidade de posiçoes angularmente deslocadas, pelo menos uma das referi^ das fibras do referido primeiro feixe seja opticamente acoplada com diferentes fibras do referido segundo feixe, quando o referido primeiro feixe for disposto numa qualquer de pelo menos duas das referidas posiçoes angularmente deslocadas; e meio de alinhamento, para alinhar o referido primeiro feixe com o referido segundo feixe, e com o referido primeiro feixe móvel para qual quer posição da referida pluralidade de posiçoes angularmente deslocadas.

2 . - Comutador optico de acordo com a reivin. dicação 1, caracterizado pelo facto de, no mesmo, o referido segundo meio manter as referidas fibras da referida segunda pluralidade no ref_e rido segundo feixe, com os topos terminais das referidas fibras da referida segunda pluralidade dispostos pelo menos parcialmente em circunferência em volta um segundo eixo comum, e de, no mesmo, o referido meio de alinhamento ser seleccionado para manter o referido primeiro eixo em alinhamento colinear com o referido segundo eixo.

3 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 1, caracterizado pelo facto de, no mesmo, as referidas fibras do referido primeiro feixe serem dispostas em relaçao de contiguidade lado-a-lado.

4 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 3, caracterizado pelo facto de, no mesmo, as referidas fibras do referido segundo feixe serem dispostas em relaçao de contiguidade lado-a-lado.

5 . - Comutador óptico de acordo com a reivin dicaçao 3, caracterizado pelo facto de, no mesmo, o referido primeiro meio compreender um corpo do comutador que tem uma face terminal e um furo que se estende através do referido corpo e da referida face, sendo o referido furo calibrado para ter dimensões internas de secção transversal na referida face aproximadas a uma dimensão externa máxima de sec çao transversal do referido primeiro feixe.

a - . . .

o . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 3, caracterizado pelo facto de, no mesmo, o referido primeiro feixe consistir em três fibras ópticas com cada uma das referidas fibras ópticas em relaçao de contiguidade lado-a-lado com cada outra fibra õptica, tendo os topos terminais das referidas fibras eixos que cooperam para definir um triângulo com o referido primeiro eixo comum disposto, duma maneira geral, centralmente dentro do referido triângulo.

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7 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 3, caracterizado pelo facto de, no mesmo, o referido primeiro feixe incluir uma alma central que se estende, duma maneira geral, colinearmente com o referido primeiro eixo comum, ficando a referida pluralidade de fibras ópticas disposta em volta da referida alma e em relaçao de contiguidade lado-a-lado com a mesma.

a - . . .

8 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 7, caracterizado pelo facto de, no mesmo, a referida alma ser uma fibra óptica.

9 . - Comutador óptico de acordo com a reivin dicaçao 3, caracterizado pelo facto de, no mesmo, as fibras contíguas do referido primeiro feixe estarem espaçadas, separadas por uma distância menor do que três microns.

3l —

10 . - Comutador optico para um sistema que envolve sinais transmitidos através duma pluralidade de fibras ópticas, caracterizado pelo facto do referido comutador compreender:

uma primeira pluralidade de fibras ópticas, terminando cada uma num topo terminal;

uma segunda pluralidade de fibras ópticas, terminando cada uma num topo terminal;

utn primeiro corpo do comutador tendo uma primeira face terminal e um primeiro furo que se estende através do referido corpo na referida face, sendo o referido furo calibrado para manter a referida primeira pluralidade de fibras em relaçao de contiguidade lado-a-lado, com os topos terminais das referidas fibras dispostos num primeiro feixe em circunferência em volta dum primeiro eixo comum na referida primeira face terminal;

um segundo corpo do comutador tendo uma segunda face terminal e um segundo furo que se estende através do referido corpo na referida segun da face terminal, sendo o referido segundo furo calibrado para manter a referida segunda pluralidade de fibras em relaçao de contiguidade lado-a-lado, com os topos terminais das referidas fibras dispostos num se gundo feixe em circunferência em volta dum segundo eixo comum na referida segunda face trminal;

os referidos primeiro e segundo feixes sendo seieccionados para que pelo menos uma parte dos referidos topos terminais das referidas fibras da referida primeira pluralidade seja ópticamente acoplada com os topos terminais opostos das referidas fibras da referida segunda pluralidade, quando o referido primeiro feixe for angularmente deslocado em volta do referido primeiro eixo para qualquer posição duma pluralidade de posiçoes angularmente deslocadas, e pelo menos uma das referidas fibras do referido primeiro feixe seja ópticamente acoplada com diferentes fibras do segundo feixe, quando o referido primeiro feixe for disposto numa qualquer de pelo menos duas das referidas posiçoes angularmente deslocadas; e meio de alinhamento para alinhar o referido primeiro corpo do comu tador com o referido segundo corpo do comutador e com o referido primeiro feixe movei para qualquer posição da referida pluralidade de posições angularmente deslocadas.

3 —

11 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 10, caracterizado pelo facto de, no mesmo, os referidos primeiro e segundo corpo do comutador serem duma maneira geral cilíndricos, tendo cada um dos referidos corpos eixos cilíndricos duma maneira geral colineares com os referidos primeiro e segundo eixos, respectivamente, incluindo o referido meio de alinhamento um meio para alinhar os referidos corpos com as referidas primeira e segunda faces terminais em relaçao oposta e com os referidos eixos cilíndricos colinearmente alinados.

SL —

12 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 11, caracterizado pelo facto de, no mesmo, o referido meio de alinhamento incluir um casquilho calibrado para receber os referidos pr/ meiro e segundo corpos e que adequa o movimento de rotaçao de pelo menos um dos referidos corpos em volta do seu eixo cilíndrico.

13 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 10, caracterizado pelo facto de compreender um fluido adaptador do indice, disposto dentro de um volume definido entre fibras ópticas opostas.

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14 . - Comutador optico de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de compreender um primeiro meio de montagem para montar o referido primeiro corpo do comutador e um segundo meio de montagem para montar o referido segundo corpo do comutador, e um meio de junção para adequar o movimento nao-rotativo relativo dos referidos primeiro e segundo meios de montagem enquanto mantém o referido meio de alinhamento com os referidos corpos do comutador em alinhamento axial.

Sl

15 . - Comutador optico de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de, no mesmo, os referidos furos serem calibrados para ter uma dimensão interna de secção transversal na referida face terminal aproximada a uma dimensão externa máxima de secção transversal dos referidos feixes.

I a . .

16 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 10, caracterizado pelo facto de, no mesmo, pelo menos um dos re feridos feixes consistir em três fibras ópticas, cada uma em contiguida de uma com a outra em relaçao lado-a-lado, tendo os topos terminais das referidas fibras eixos que cooperam para definir um triângulo com um eixo comum disposto, duma maneira geral, centralmente dentro do referido triângulo.

Sl

17 . - Comutador optico de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de, no mesmo, pelo menos um dos referidos feixes incluir uma alma central que se estende, duma maneira geral, colinearmente com um eixo comum do referido feixe, ficando a referida pluralidade de fibras ópticas disposta em volta da referida alma e em relaçao de contiguidade lado-a-lado com a mesma.

18 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 17 caracterizado pelo facto de, no mesmo, a referida alma ser uma fibra optica.

3. —

19 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 1, caracterizado pelo facto de, no mesmo, as fibras contíguas estarem espaçadas, separadas por igual deslocamento angular em relaçao ao referido primeiro eixo.

20 . - Comutador óptico de acordo com a reivin dicaçao 10, caracterizado pelo facto de, no mesmo, as fibras contíguas dos referidos primeiro e segundo feixes estarem igualmente deslocadas dum deslocamento angular predeterminado.

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21 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 16, caracterizado pelo facto de, no mesmo, as fibras contíguas do referido pelo menos um dos referidos feixes estarem espaçadas, separadas por uma distancia menor do que três microns.

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22 . - Comutador optico, caracterizado pelo facto de compreender uma primeira fibra optica, terminando num primeiro topo terminal;

uma segunda fibra óptica, terminando num segundo topo terminal;

primeiro meio de corpo tendo uma primeira face terminal, tendo o re ferido primeiro meio de corpo uma primeira superfície interior que define um primeiro furo que se estende através da referida primeira face terminal;

segundo meio de corpo tendo uma segunda face terminal, tendo o referido segundo meio de corpo uma segunda superfície interior que define um segundo furo que se estende através da referida segunda face terminal;

meio de alinhamento para alinhar o referido primeiro meio de corpo com o referido segundo meio de corpo em alinhamento axial predeterminado, com a referida primeira face terminal oposta à referida segunda face ter minai e com os referidos primeiro e segundo furos dispostos em alinhamento geralmente coaxial e cooperando para definir um eixo de rotaçao, sendo os referidos primeiro e segundos meios de corpo capazes de rodar um em relaçao ao outro por rotaçao de pelo menos um dos referidos primei ro e segundo meios de corpo em volta do referido eixo de rotaçao;

primeiro meio de posicionamento para posicionar pelo menos a referida primeira fibra dentro do referido primeiro furo e com o referido primeiro topo terminal em frente da referida segunda face terminal, o referido primeiro meio de posicionamento posicionando além disso a referida primeira fibra contra a referida primeira superfície interior e com um eixo da referida primeira fibra espaçado em relaçao ao referido eixo de rotaçao;

-27segundo meio de posicionamento para posicionar pelo menos a referida segunda fibra dentro do referido segundo furo e com o referido segundo topo terminal em frente da referida primeira face terminal, o referido segundo meio de posicionamento posicionando alem disso a referida segunda fibra contra a referida segunda superfície interior e com um eixo da referida segunda fibra espaçado em relaçao ao referido eixo de rotaçao;

pelo que as referidas primeira e segunda fibras ópticas sao opticamente acopladas quando os referidos primeiro e segundo meios de corpo sao rodados um em relaçao ao outro para uma posição predeterminada e desacopladas quando rodadas da referida posição.

23 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 22, caracterizado pelo facto de, no mesmo, o referido primeiro meio de posicionamento ser uma fibra óptica.

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24 . - Comutador optico de acordo com a reivin. dicaçao 22, caracterizado pelo facto de, no mesmo, o referido segundo meio de posicionamento ser uma fibra óptica.

25 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 23, caracterizado pelo facto de, no mesmo, a referida primeira fibra óptica ser uma duma primeira pluralidade de fibras ópticas, ficando as referidas fibras da referida primeira pluralidade dispostas dentro do referido primeiro furo em relaçao de contiguidade lado-a-lado.

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26 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicação 24, caracterizado pelo facto de, no mesmo, a referida segunda fibra óptica ser uma duma segunda pluralidade de fibras ópticas, ficando as referidas fibras da referida segunda pluralidade dispostas dentro do referido segundo furo em relação de contiguidade lado-a-lado.

27 . - Comutador õptico de acordo com a reivin dicaçao 22, caracterizado pelo facto de, no mesmo, a referida primeira fibra ser uma duma primeira pluralidade de fibras, o referido primeiro meio de posicionamento impelindo as referidas fibras da referida primeira pluralidade contra a referida primeira superficie interior.

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28 . - Comutador optico de acordo com a reivin dicaçao 27, caracterizado pelo facto de, no mesmo, a referida segunda fibra ser uma duma segunda pluralidade de fibras, o referido segundo meio de posicionamento impelindo as referidas fibras da referida segunda pluralidade contra a referida segunda superficie interior.

29 . - Comutador optico para um sistema que envolve sinais transmitidos através duma pluralidade de fibras õpticas, caracterizado pelo facto do referido comutador compreender:

uma primeira fibra õptica, terminando num primeiro topo terminal;

uma segunda fibra õptica, terminando num segundo topo terminal;

primeiro meio para manter a referida primeira fibra õptica com o referido primeiro topo terminal disposto estreitamente espaçado em relaçao a um primeiro eixo predeterminado e com a referida primeira fibra õptica capaz de rodar em volta do referido primeiro eixo;

segundo meio para manter a referida segunda fibra õptica;

os referidos primeiro e segundo meios sendo seleccionados para que os referidos primeiro e segundo topos terminais sejam ópticamente acoplados quando a referida primeira fibra for angularmente deslocada em volta do referido primeiro eixo para pelo menos uma primeira posição angularmente deslocada, e os referidos primeiro e segundo topos terminais ópticamente desacoplados quando a referida primeira fibra for angularmente deslocada em volta do referido primeiro eixo para pelo menos uma segunda posição angularmente deslocada; e

-29meio de alinhamento para alinhar a referida primeira fibra com a referida segunda fibra, e com a referida primeira fibra capaz de rodar em volta do referido eixo entre pelo menos as referidas primeira e segundas posiçoes angularmente deslocadas.

30 . — Comutador optico de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo facto de, no mesmo, a referida segunda fibra optica ser mantida pelo referido segundo meio com o referido segundo topo terminal disposto esteitamente espaçado em relaçao a um segundo eixo predeterminado, sendo o referido meio de alinhamento selec cionado para manter o referido primeiro eixo em alinhamento colinear com o referido segundo eixo.