HU200051B

HU200051B - Multistage switching apparatus

Info

Publication number: HU200051B
Application number: HU884410A
Authority: HU
Inventors: Juergen Pfaff
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1987-08-20
Filing date: 1988-08-19
Publication date: 1990-03-28
Also published as: EP0304064A3; JPS6490423A; CA1311384C; LU87165A1; EP0304064A2; HUT47772A; RU1776358C; DE3885198D1; US5010542A; EP0304064B1; ATE96598T1

Description

Λ találmány tárgya többfokozatú kapcsolóberendezés, amelynek egymással a kapcsolóberendezés kapcsolómezejének középvonalához képest szimmetrikusan összekötött optikai binércsatolöi vannak. 5

A távközléstechnika újabb fejlődése olyan fényvezetős távközlő rendszerekhez vezet, amelyekben nemcsak a közvetítóhely és az előfizető helyek között haladó előfizetői csatlakozó vezetékeket képezik fényvezetők 10 (pl. a 2 421 002 számú DE szabadalmi leírás szerint), hanem amelyekben a közvetítőhelyeken a kapcsolat átadás is fényvezető 10 (integrált optikai) 2x2-kapcsolóelemek segítségével valósítható meg, például vezérelhető 15 elektrooptikai iránycsatolókkal (ISS’84 Conference Papers 41A4, 3., 5., 6. és 8. ábra;

1986 International Zürich Seminar Conf. Papers C7, 1., 2. és 4. ábra).

A vezérelhető elektrooptikai iránycsato- 20 lóknál két hullámsáv vezető - ezek valamely hordozóban diffúzióval (például litiumniobátban titánnal) létrehozott keskeny, vékony csikók, melyeknek a hordozónál nagyobb optikai törésmutatójuk van - az ún. csatolási 25 tartományban meghatározott hosszúságban nagyon szorosan, jellegzetesen mintegy 5 mikrométer távolságban, egymás mellett úgy van vezetve, hogy az optikai mezők átfedésbe kerülhetnek és a fényenergia az egyik 30 hullánisávvezetöböl a másik hullámsévvezetőbe átcsatolódhat. A csatolási tartományban a hullámsávvezetők mellett és között olyan vezérlőelektrödák vannak, amelyekre az átcsatolást befolyásoló villamos jel jut. Megfelelő 35 vezérlófeszültség felléptekor pl. nem jön létre átcsatolás, vezérlófeszültség hiánya esetén teljes átcsatolás lép fel Intz 39 (1986) 12, 828-830. old. 3c és 3d ábra; telcom report 10 (1987 ) 2, 90-98 old. 8. ábra).

Miután a távközléstechnikában a 2x2 kapcsolóelemek, amelyeknek csak két kapcsolási állapotuk - nevezetesen nem keresztezett étvezetés és keresztezett átvezetés - lehet, binércsatolóknak is nevezhetők (2 036 176) 45 számú DE szabadalmi leírás], a 2x2-kapcsolóelemként alkalmazott vezérelhető elektrooptikai iránycsatolót is lehet optikai binércsatolónak nevezni.

Binércsatolókkal nagyobb kapcsolóbe- 50 rendezések is képezhetők (2 036 176 számú DE szabadalmi leírás, az ISS’84 Conf. Papers idézett anyaga; az 1986 International Zürich Seminar Conf. Papers idézett anyaga). Legalább őt, három fokozatban elrendezett, egy 55 10 (integráloptikai) építőelemen lévő optikai binércsatolóval például meg lehet valósítani egy 4x4-es kapcsolóberendezést (Electronics Week, 1985 márc. 18., 55-58. old. 7. ábra).

A binércsatolókkal képezett kapcsolőbe- 60 rendezéseknél az egyes binércsatolők mindig az egyik vagy a másik vezetési állapotban vannak. Az optikai binércsatolókkal képezett kapcsolóberendezéseknél például a tápfeszültség kiesése következtében hibás vezér- 65 lófeszültségek miatt valamennyi binércsatoló keresztezett átvezetési állapotban van. Ez adott esetben a nem kívánt összeköttetések kiküszöbölésének problémáját veti fel.

A találmánnyal azt a feladatot tűztük ki, hogy olyan kapcsolóberendezést hozzunk létre, amelyben ilyen esetben sincs egyetlen kapcsolómező csatlakozás se összekötve egy máBik kapcsolómező csatlakozással.

A találmánnyal többfokozatú kapcsolóberendezés, amelynek egymással a kapcsolóberendezés kapcsolómezejének középvonalához képest szimmetrikusan összekötött optikai binércsatolói vannak. A találmányt az jellemzi, hogy mindegyik kapcsolómező csatlakozás az optikai binércsatolők által képezett, az illető csatlakozáshoz tartozó, a kapcsolómező középvonala előtt végződő piramis csúcsát képezi, amely piramisban mindegyik optikai binérceatolónak a kapcsolómező középvonalával ellentétes oldalon lévő két fényvezetöútja közül az egyik fényvezetőút ki van iktatva, és amely piramis a kapcsolómező középvonala mentén ennek másik oldalán lévő mindegyik optikai binércsatoló piramissal oly módon van fényvezetőkkel összekötve, hogy valamelyik kapcsolómező csatlakozástól kiindulva, illetve kapcsolómező csatlakozáshoz vezető minden egyes kapcsolóét valamennyi optikai binércsatoló keresztezett átvezetése esetén egy optikai binércsatoló kiiktatott fényvezetőútját tartalmazza.

Meg kell jegyezni ezen a helyen, hogy önmagukban ismertek jelfogós atkapcsolóérintkezó piramisok (például az 582 206 számú vagy az 1 115 775 számú DE szabadalmi leírásból) és más, egyszerű átkapcsolok kai képezett kapcsolómező rendszerek is (például a 146 245 számú EP közre bocsátási leírásból). 40 Az optikai binércsatolókkal felépített kapcsolóberendezéseknél feszültség kiesés esetén a nem kívánt kapcsolatok elkerülésének problémáját azonban ezek a publikációk nem tárgyalják, ehhez megoldást a találmány kínál.

A találmány azt az előnyt nyújtja, hogy az optikai binércsatolókkal alkotott kapcsolóberendezésbe a binércsatolők vezérlófeszültségének kimaradása esetén a kapcsolómező csatlakozások nem kívánt kapcsolatait el lehet kerülni.

A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett kiviteli példák segítségével ismertetjük, ahol az

1. ábra a találmány szerinti kapcsolóberendezés egy kiviteli alakjának vázlatos rajza, a

2. ábra az 1. ábra szerinti kapcsolóberendezésben alkalmazott optikai binércsatolót mutatja vezérelhető elektrooptikai iránycsatoló formájában, a

3. ábra és a

4. ábra az optikai binércsatoló két átvezetési állapotét szemléltető rajzok, az

5. ábra az l..'ábra szerinti kapcsolóberendezésben alkalmazott optikai binércsatolót mutatja Bragg-reflektor formájában.

Az 1. ábrán a találmány szerinti többfokozatú kapcsolóberendezésnek a találmány megértéséhez szükséges mélységű ₍ kiviteli példája vah vázlatosan ábrázolva, melyet több, a kapcsolöberendezés kapcsolómezejének M-M középvonalára szimmetrikus fokozatonként ¹ egymással összekötött optikai I1A,...INA( IlJl,...INJn; U10,...nJNO;-A10....ANO binércsatoló képez. Ezek a kapcsolómező

11,...IN;’ ' 10,...NO csatlakozásaihoz .tartozó olyan ' piramisokban vannak csoportosítva, amelyeknek csúcsét a kapcsolómező egy-egy csallákozása képezi és amelyeknek alapja mindig a kapcsolómező M-M középvonala előtt van. í'lindegyik ILA....ANO binércsatolónak a’, a’·¹, i’- és i” ό fényvezető utjai vannak, ezek közöli · állapotának .megfelelő összeköttetést lotesit» .! ·’ i.

)>'^Γ·Α*ί optikai binércsatolók -például .vezérelhető) elektrooptikai 'iránycsatolók .formáját barixönmagukban’ásmertek, .azok mindig csak két kapcsolási állapotban lehetnek, nevezetesen ft keresztezés nélküli átvezetés állapotában,^íVtfminÍ·¹ ezt a 3. ábrán láthatjuk,, vagy,,a keresztezett átvezetés állapotában, amint ezt a 4. ábra ihá latja. , t

A-2. ábra ilyen vezérelhető elektrooptikai irány csatolóval megvalósított optikai binércsatolót -mutat be. vázlatosan. Valamilyen, például lítiumniobát hordozóba két a’-i’ .és a”-i” hulléinsávvezető van bediffundaltatva. A meghatározott hosszúságú tényleges csatolótartományban a két a’-i’ és a a”i” hullamsávvezetö szorosan, jellemző módon 5 mikrométer távolságban úgy halad egymás mellett, hogy a fényenergia az egyik hullámsávvezetőböl a másikba átcsatolódhat. A csatolótartományban E, E’, E” és O, 0’, O” vezérlóelektródák vannak, amelyeket s kapcsokon át megfelelő villamos vezérlőfeszültséggel lehet vezérelni. Az O’ és E’ vezérlóelektródák egymás mellett, az a’-i’ hullámsávvezetö fölött, az E és 0 vezérlóelektródák egymás mellet, az a’-i’ és a”-i” hullamsávvezetök között, az O” és E” vezérlóelektródák pedig egymás mellett, az a”-i” hullámsávvezető alatt vannak elhelyezve. Az O, 0’ és O” vezérlóelektródák az s kapcsok egyikére, az E, E’ és E” vezérlőelektródák az s kapcsok másikára van csatlakoztatva. Ha megfelelő vezérlófeszültség van az s kapcsokon semmilyen átcsatolás nincs. Ekkor a binércsatoló a nem keresztezett átvezetés állapotában van, amelyben például az a” fényvezető úton belépő fény az i” fényvezetőb úton lép ki. Az ilyen optikai binércsatoló akkor van a keresztezett átvezetés állapotában, amelyben például az a” fényvezető úton érkező fény az i’ fényvezető úton lép ki, ha nincs vezérlófeszültség, amit adott esetben a tápfeszültség kimaradása okozhat.

Ennek megfelelően, hogy ismét az 1. ábrához visszatérünk, az ott vázolt kapcsolóbe5 rendezésbe az INA és nJlO binérceatolók nem keresztezett étvezetésénél, valamint az INJ1 és A10 binércsatoló keresztezett átvezetésénél a kapcsolómező IN csatlakozása fényvezetőkkel össze van kötve a kapcsolómező 10 csatlakozásával. Az HA és 1JN0 binércsatolók nem keresztezett átvezetésénél, valamint az IlJn és ANO binércsatolók, keresztezett átvezetésénél pedig a kapcsolómező 11 csatlakozása van fényvezetőkkel összekötve, és kap15 csolómező . NO csatlakozásával.

Valamennyi ..vezérlőfeszültség . hiánya esetén·, például a tápfeszültség kiesése következtében, .mindegyik I1A,..ANO binércsatoló a. keresztezett. átvezetés állapotában. van.

Azért»· hogy ilyenkor biztosított legyen az, hogy ennek · ellenére egyik kapcsolómező csatlakozása pe legyen,, összekötve egy_c. másik kapcsolómező' csatlakozással, az egyes, .csatlakozásokhoz tpyjozö piramisok mindegyik opti25 kai ΙΙΑ,.,.ΑΝΟ- binércsatolójának a kapcsolómező M-M középvonalával. ellentétes oldalon lévő két a’ , és a” .fényvezető útja közül az egyik a’ fényvezető-, út ki.·,van iktatva. A kapcsolómező M-M középvonala mentén a bi30 nércsatoló piramisok valamennyi, a másik oldalon lévő,binércsatoló piramissal oly módon vannak fényvezetőkkel összekötve, hogy valamelyik kapcsolómező csatlakozástól kiinduló, illetve kapcsolómező csatlakozáshoz vezető minden egyes, kapcsolóút valamennyi optikai binércsatoló, keresztezett átvezetése esetén egy. optikai binércsatoló ilyen kiiktatott fényvezető útjához vezessen. Az 1. ábrán és a 2. ábrán az optikai binércsatolók a’ fény40 vezető útja van kiiktatva. Azért, hogy a zavaró reflexiókat az ilyen kiiktatott a’ fényvezetőutakon elkerüljük, célszerű módon ezek olyan Z fényelnyelő réteggel lehetnek lezárva (2. ábra), amelyek az a’ fényvezető útból rájuk eső fényt teljesen elnyelik.

Ha feszültségkiesés következik be és ennek következtében valamennyi HA,...ANO binércsatoló a keresztezett átvezetés állapotába jut, akkor az 1. ábrán vázolt kapcsoló50 berendezésben például az II csatlakozástól kiinduló kapcsolás mindegyik keresztezett átvezetésű I1A, I1J1 és 1J10 binércsatolon keresztül az 1J10 binércsatoló kiiktatott a’ fényvezető útjához vezet és ott befejeződik

Hasonló módon valamennyi többi II,..IN;

10,...NO csatlakozás is két vagy három , mindig keresztezett átvezetésű optikai binércsa' tolón keresztül egy ilyen kiiktatott a’ fényvezető úttal van összekötve.

Az 1. ábrán vázolt kapcsolóberendezés eeetébe négyfokozatú, 4x4-es kapcsolóberendezésről van szó a csatlakozásokhoz tartozó kétfokozatú binércsatoló piramisokkal. A találmány azonban nem korlátozódik az ilyen alakzatokra, egész általánosságban alkalma-35 zást nyerhet 2n-fokozatú NxN-es kapcsolóberendezésekben n-fokozatü binércsatoló piramisokkal.

A találmány ugyancsak nincs korlátozva a 2. ábrán feltüntetett vezérelhető optoelektromos iránycsatolókkal megvalósított binórcsatolókra. A binércsatoló más módon is megvalósítható, például úgynevezett Bragg-reflektorként, mint ez az 5. ábrán van vázlatosan bemutatva. Itt az elektrooptikai kristály- 10 bán, például litiumniobátban diffúzió segítségévei i például titán bevitelével) két, az úgynevezett Bragg-szog kétszerese alatt egymást keresztező a’-i”és a”-i’ hullámsávvezető van kiképezve, melyeknek keresztező- 15 sí tartományában olyan ujj alakú elektródaalaxzat van, amely az s kapcsokon át megfejelő vihauios vezériőfeszültséggel látható el.

Ilyen vezérlóieszültség segítségével elektroopvíkai hatás alapján a keresztezés! 2C tartományoan olyan törésmutató-rácsot lehet létrehozni, amelyen a Bragg-szőg alatt belepő fény úgy elterül, hogy a beeső fény és az eltérített lény a kétszeres Bragg-szöget zár ja be ilásu például a 3 025 033 számú DE közzétételi leírást).

Az 5. ábra szerint a binércsatoló ekkor a nem keresztezett átvezetés állapotában van, amelyben az a fényvezető úton belépő fény az i” fényvezető úton lép ki.

A vezérlóieszültség hiánya esetén nem jön létre a fény ilyen eltérítése. A' binércsatoló ekkor a keresztezett átvezetés állapotéban van, amelyben az a” fényvezető úton belépő fény az i* fényvezető úton lép ki. 35

Az 5. ábrán mutatott optikai binércsatoló a’ fényvezető útja a találmány szerint Z fényelnyelő réteggel lehet lezárva.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Többfokozatú kapcsolóberendezés, amelynek egymással u kapcsolóberendezés

5 kapcsolómezejének középvonalához képest szimmetrikusan összekötött optikai binércsatolói vannak, azzal jellemezve, hogy mindegyik kapcsolómező csatlakozás (II,...IN; 10,...NO) az optikai binércsutolók (I1A, I1J1, IlJn:...nJNO, 1JNO, ANO) által képezett, az illető csatlakozáshoz (11,...IN: 10,,..NO) tartozó, a kapcsolómező középvonala (Μ-ΜΪ előtt végződő piramis csúcsát képezi, amely piramisban mindegyik optikai binércsatolónak (I1A, I1J1, IUn:.-.nJN0, UNO, ANO) a kapcsolómező középvonalával (M-M) ellentétes oldalon lévő két fényvezető útja (a’, a”) közül az egyik fényvezető út (a¹) ki van iktatva, és amely piramis kapcsolómező középvonala (M-M) mentér. ennek aiáeik oldalán lévő mindegyik optikai binércsatoló (1J19, nJlO, íJOn-ltTNO nJNO, ANO: I1J1, IlJn, I1A:...INJ1, IFJn, IMA) piramissal oly módon var; fényvezetőkkel összekötve, hogy valamelyik kapceolómezŐ 25 csatlakozástól (II,...IN) kiinduló, illetve kapcsolómező csatlakozáshoz (10,...NO! vezető minden egyes kapcnolóút valamennyi optikai binércsatoló (I1A,...ANO) keresztezett átvezetése esetén egy optikai binércsatoló Riikta-_:30 tott fényvezető útját (a*) tartalmazza.
2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolöberendezés, azzal jellemezve, hogy kiiktatott fényvezető út (a’) fényelnyelő réteggel (Z), van lezárva.