Оптическое многоступенчатое устройство связи Советский патент 1992 года по МПК H04B10/00 

Изобретение относится к световодным системам коммутации и может быть использовано в системах связи, в которых транзитное соединение на центральной станции осуществляется при помощи светопроводя- щих коммутационных элементов.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем исключения нежелательных связей при отключенном питании.

На фиг. 1 приведена структурная схема оптического многоступенчатого устройства связи; i ia фиг. 2 и 3 - схемы одного оптического бинарного переключателя в форме соответственно управляемого электрооптического ответ вителя или отражателя Брэгга: на фиг. 4 и 5- цвч состояния прямого соединения таких бинарных элементов связи

Устройство содержит множество оптических бинарных переключателей 1,2. К по

числу абонентов N и ступеней К, каждый оптический бинарный переключатель 1, 2...К выполнен из полосковых волноводов 3-4, 5-6 с электродами 7, 8 управления, клеммами 9 управления, на одной и второй половине коммутационного поля вводы 10, 11 коммутационных полей, несоединенный вход бинарного переключателя 1, 2, ...К имеет светопоглощающий слой 12.

Устройство образовано множеством симметрично расположенных относительно средней линии М-М поля связи ступенчато связанных друг с другом оптических бинарных переключателей 1, 2, К. Эти оптические бинарные переключатели 1, 2 по числу абонентов и ступеней сгруппированы в индивидуальные по вводам полей свчзп пирамид, вершина которых образована соответстау- ющим вводом поля связи и основание которых располагается до средней линии М-М поля связи.

ч. ч

о

С О

а

л

Оптические бинарные переключатели 1, 2, ...,К известны, например, в форме управляемых электрооптических направленных элементов связи, ответвителей, они способны пребывать только в двух коммутационных состояниях, а именно в состоянии неперекрещенного прямого соединения, как показано на фиг. 4, и в состоянии перекрещенного прямого соединения, как показано на фиг. 5.

На фиг. 2 схематически показаны существенные подробности такого оптического бинарного переключателя, который образован управляемым электрооптическим ответ- вителем.

В какую-либо подложку, например нио- бат лития задиффундированы два полоско- вых волновода 3-4, 5-6.

Оба полосковых волновода 3-4, 5-6 с определенной длиной волны проходят рядом друг с другом на небольшом расстоянии, обычно составляющем примерно 5/ш, таким образом, что световая энергия может быть переведена с одного полоскового волновода 3-4 на другой 5-6. В этом диапазоне связи находятся управляющие электроды 7, 8, к которым с помощью клемм 9 управляющего сигнала может быть подведено соответствующее электрическое управляющее напряжение, так что не возникнет связь выше критической. Бинарный оптический переключатель 1, 2 К находится тогда в

состоянии непрекращающего прямого соединения.

В состоянии перекрестного прямого соединения оптический бинарный переключатель 1, 2К не находится под управляющим

напряжением, что обусловлено, возможно, отсутствием питающего напряжения.

При отсутствии всех управляющих напряжений из-за отсутствия, например, питающего напряжения все оптические бинарные переключатели (1,2K)N находятся в состоянии перекрестного прямого соединения. Чтобы обеспечить отсутствие связи одного коммутационного поля 10 с другим 11 каждый оптический бинарный переключатель (1,2,..K)N отдельных индивидуальных по вводам 10, 11 поля связи пирамид имеет в одном из своих обоих све- товодных путях несоединенный отвод. Через среднюю линию поля связи пирамиды оптических бинарных переключателей соединены с каждой пирамидой оптических бинарных переключателей, лежащей на другой стороне таким образом, что каждый, выходящий из ввода поля связи или ведущий к вводу поля связи путь прямого соединения поля связи при перекрестном прямом соединении всех оптических бинарных переключателей содержит такой несоединенный световодный путь одного оптического бинарного переключателя. На фиг, 1 и 2 несоединенный волноводный путь оптического бинарного переключателя, смотря по

обстоятельствам, обозначен, как полосковый волновод 3. Чтобы избежать в таком несоединенном световодном пути искажающие отражения, он может быть замкнут светопоглотитслем, который полностью поглощает появляющийся

свет от волноводного пути.

Если например, в результате отключения напряжения все оптические бинарные переключатели (1,2,...K)N будут находиться в состоянии перекрестного прямого соединения, то в изображенном на фиг. 1 устройстве связи, например, соединение, исходящее из ввода поля связи 10 пойдет через перекрестно прямо соединенные оптические бинарные переключатели к несоединенному световодному пути 3 и там закончится. Аналогичным образом также все остальные вводы 10 поля связи через две или три ступени переключения перекрестно прямо соединенные оптические бинарные переключатели соединены с неподключенным световодным путем 3.

Фактические бинарные переключатели могут быть реализованы также по-другому, например, с так называемыми отражателями Брэгга, как это схематически изображено на фиг. 3. Здесь в электрооптическом кристалле, например, ниобата лития посредством диффузии (например, титана) образуется два полосковых волновода 3-5 и

4-6, перекрещивающихся под двойным углом Брэгга, в области перекрещивания которых предусмотрена пальцеобразная электродная структура, которая с помощью клемм 9 управляющего сигнала может возбуждаться соответствующим электрическим управляющим напряжением.

Благодаря такому управляющему напряжению вследствие электроопгического эффекта в области перекрещивания может

быть создана сетка показателя преломления, на которой падающий под углом Брегга . свет отклоняется, так что падающий свет и отклоненный свет включают двойной угол Брэгга, оптический бинарный переключатель

согласно фиг. 3 находится тогда в состоянии неперекрестного прямого соединения.

При отсутствующем управляющем напряжении такого отклонения света не происходит, оптический бинарный переключатель

5 N(1,2,...К) находится тогда в состоянии перекрестного прямого соединения.

Формула изобретения 1. Оптическое многоступенчатое устройство связи, содержащее в каждой половине коммутационного поля N оптических бинарных переключателей первой ступени по числу абонентов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе путем исключения нежелательных связей при отключенном питании, в каждой половине коммутационного поля дополнительно введены К ступеней переключения, причем каждая 1-я ступень переключения состоит из 2 N оптических бинарных переключателей, выходы бинарных оптических переключателей каждой ступени соединены с первыми входами двух соответствующих бинарных оптических переключателей по0

следующей ступени переключения, вторые входы бинарных оптических переключателей являются несоединенными входами, выходы бинарных оптических переключателей последней ступени переключения соединены с бинарными оптическими переключателями последней ступени другой стороны так, что при перекрестном соединении всех бинарных оптических переключателей каждый оптический путь подключен к несоединенному входу.

2. Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что несоединенный вход подключен к светопоглотителю.

Изобретение относится к световодным системам коммутации и может быть использовано в системах связи, в которых транзитное соединение на центральной станции осуществляется при помощи светопроводя- щих коммутационных элементов. Цель - по- вышение надежности работы путем исключения нежелательных связей при отключенном питании. Устройство содержит оптические бинарные переключатели, сгруппированные так, что при отключении питания ни один ввод поля связи не был бы связан с другим вводом поля связи. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

10

11

о //

ФигЛ Фиг. 5