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Gene Or Protein
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Etre
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Est-a
(4)
[8][_]
DANS
(1)
[9][_]
Suc
(1)
[10][_]
Poli
(1)
[11][_]
DC1
(1)
[12][_]
DC2
(1)
[13][_]
Molecule
(7/ 21)
[14][_]
silicon
(7)
[15][_]
N2
(5)
[16][_]
DES
(4)
[17][_]
aluminium
(2)
[18][_]
nickel
(1)
[19][_]
depotest
(1)
[20][_]
indium
(1)
[21][_]
Physical
(9/ 10)
[22][_]
de 50 micrometres
(2)
[23][_]
de 60 micrometres
(1)
[24][_]
de 0,2 dB
(1)
[25][_]
9 micrometres
(1)
[26][_]
de 3,4 dB
(1)
[27][_]
2 microns
(1)
[28][_]
1 micrometre
(1)
[29][_]
de 15 mm
(1)
[30][_]
de 0,5 mm
(1)
[31][_]
Company Reg No.
(1/ 1)
[32][_]
BB 1979
(1)
[33][_]
Generic
(1/ 1)
[34][_]
metal
(1)
[35][_]
Organism
(1/ 1)
[36][_]
precis
(1)
[37][_]
Polymer
(1/ 1)
[38][_]
Rayon
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2520179A1
Family ID 8099149
Probable Assignee Comp Generale Electricite
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF DE COMMUTATION EN CASCADE PAR FLEXION DE FIBRES
OPTIQUES POUR RESEAU DE TRANSMISSION D'INFORMATIONS
EN Title FIBRE=OPTIC SWITCHING MATRIX FOR DATA TRANSMISSIONS - HAS
OPTICAL FIBRE BENDING NEAR END BETWEEN TWO SWITCH POSITIONS INSIDE
CHANNEL BETWEEN TWO PLATES
Abstract
_________________________________________________________________
DISPOSITIF DE COMMUTATION EN CASCADE PAR FLEXION DE FIBRES OPTIQUES
POUR RESEAU DE TRANSMISSION D'INFORMATIONS.
DES SILLONS SS, SD DE PROFONDEURS DIVERSES SONT CREUSES SELON DES
PLANS CRISTALLOGRAPHIQUES DANS LES FACES EN REGARD DE PLAQUETTES DE
silicon MONOCRISTALLIN POUR POSITIONNER DES TRONCONS FIXES TM, TA ET
MOBILES TV DE FIBRES OPTIQUES FB, FH PERMETTANT DE CONSTITUER DES
RANGEES DE COMMUTATEURS CONNECTABLES EN SERIE DE RANGEE A RANGEE.
APPLICATION A LA REALISATION DE CENTRAUX TELEPHONIQUES.
The switch consists of an optical fibre between two plates. The end of
the fibre is free to move between two positions (each opposite an
external optical fibre). A section of the fibre is fixed. The region
between the end and the fixed section is free to bend under the action
of a switching force. The fixed section of the fibre is located in a
small channel formed by two V-shaped grooves in the opposing faces of
the two plates. This channel holds the fibre rigidly. The flexible
region is located in a larger channel formed by two larger V-shaped
grooves in the plates. The larger channel is large enough to
accommodate two fibres side by side. Several such switches can be
stacked into an array.
Description
_________________________________________________________________
Dispositif de cos utation en cascade par flexion de fibres optiques
pour reseau de transmission d'informations.
L'invention concerne un dispositif de commutation en cascade qui peut
etre utilise pour constituer une partie d'une matrice de commutation
au sein d'un reseau de transmission d'informations.
L'utilite d'une matrice de commutation apparait lorsqu'on est en
presence de plusieurs lignes de transmission "amont" et "aval". Elle
est constituee de commutateurs et de lignes de connexion aboutissant a
une matrice de rangees et de colonnes croisees et permet de connecter
a volonte l'une quelconque des lignes amont a l'une quelconque des
lignes aval.
Dans la realisation des reseaux de transmission, par exemple
telephoniques, il peut etre avantageux de realiser les dispositifs de
commutation sous forme de matrices constituees de fibres optiques et
de commutateurs optiques a travers lesquels les informations a
transmettre transitent sous la forme de signaux lumineux. Un tel mode
de realisation apparait particulierement avantageux lorsque les lignes
de transmission du reseau sont elles aussi constituees de fibres
optiques. Les matrices de commutation a fibres optiques sont
bidirectionnelles c'est-a-dire que l'information peut aussi bien
circuler des lignes amont aux lignes aval que dans le sens inverse.
Cependant, pour faciliter l'expose', on se placera i-apres dans
l'hypothese ou l'information et la lumiere vont de l'amont vers
l'aval.
Chaque matrice peut comporter deux dispositifs
Un dispositif de commutation horizontale permet de connecter chacune
des lignes de transmission amont a chacun des points d'une rangee
horizontale de points de connexion a travers une succession d'etages
de commutation. chaque etage comporte plusieurs. commutateurs, et les
commutateurs sont connectes en serie d'etage en etage. Un dispositif
"vertical" permet de connecter de meme chaque ligne de transmission
aval a une colonne de points de connexion. Les points de connexion
constituent les pointa de croisement des rangees et des colonnes.
I1 doit etre compris que les "rangees" et les "colonnes" considerees
peuvent non seulement prendre des orientations quelconques dans
l'espace mais encore n'etre nullement rectilignes, et de meme que les
indications geometriques utilisees ci-apres telles que
"longitudinales", tlaterales", "superposes", "haut" et "bas" peuvent
correspondre a des directions quelconques de l'espace.
Chaque commutateur peut agir par flexion de fibres en deplacant
l'extremite mobile d'une fibre optique flexible entre plusieurs
positions amenant chacune cette extremite en face de l'une des
extremites fixes de plusieurs fibres disposees en aval.
La realisation economique d'un dispositif de commutation par flexion
de fibres optiques pose de difficiles problemes. En effet une grande
precision mecanique est necessaire dans la fabrication des commu
-tateurs car les fibres optiques presentent un diametre de coeur
faible, meme si elles sont du type multimode, ce diametre etant par
exemple de 50 micrometres. Il en resulte que, si on veut limiter, dans
chaque commutateur, la perte a 0,2 db, le guidage des faisceaux
lumineux doit etre assure de maniere commutable avec une erreur de
positionnement infe rieure a I; micrometres.
La valeur acceptee pour la perte dans un commutateur ne peut pas etre
choisie aussi haute qu'on le voudrait en raison du nombre des
coimtxtaters que le faisceau lumineux a transmettre doit traverser suc
cessivement. Si, par exemple, les commutateurs utilises sont du type a
deux positions de travail, et si le nombre de lignes amont est egal,
de meme que celui des lignes aval a 2n (deux a la puissance n) le
nombre de commutateurs a traverser sera au moins de 2n. Bien entendu
il est possible de realiser des commutateurs optiques comportant un
plus grand nombre de positions, ce qui permet d'augmenter la valeur
acceptable pour les pertes, mais la realisation de tels commutateurs
devient d'autant plus delicate que le nombre des positions de chaque
commutateur est plus grand.
Il est par ailleurs souhaitable de limiter l'encombrement de la
matrice de commutation. C'est pourquoi on a deja cherche a realiser un
dispositif de commutation par flexion de fibres presentant un
enoombre- ment faible par rapport au nombre de commutateurs qu'il
incorpore, tout en assurant une grande precision du positionnement des
extremites mobiles des fibres flexibles par rapport aux extremites
fixes des fibres en aval. On a propose pour cela de placer toutes ces
extremites dans des sillons creuses par attaque chimique dans des
plaquettes de guidage constituees de silicon monocristallin.
De tels sillons peuvent en effet etre realises avec une grande
precision si leurs flancs disposes en V sont orientes selon des plans
cristallographiques convenables. Ceci tient au fait que le silicon
monocristallin presente des vitesses de dissolution tres differentes
en fonction de la densite atomique dans les divers plans
cristallographiques. Dans le cas d'une face orientee 100 un motif
aligne sur les plans 110 conduira a un sillon de forme triangulaire,
limite par les plans 111 et faisant par rapport au plan 100 un angle
de 54 74. Cette propriete permet d'obtenir un usinage extremement
precis par gravure du silicon avec un excellent alignement des
sillons. La profondeur du sillon est determinee par la largeur du
motif de gravure.
Un dispositif connu ainsi realise est decrit dans l'article "Cascaded
multipole switches for single mode and multimode optical fibres"
(Electronics Letters 6th august 1981, vol. 17, nO 16, p. 571-572).
Dans ce dispositif connu les plaquettes de guidage sont les unes
fixes, les autres mobiles a chaque etage de commutation.
Des plaquettes fixes d'un premier type assurent le maintien de
troncons extremes de fibres. Les plaquettes mobiles entrainent les
tron cons d'extremites mobiles d'autres fibres.
Le deplacement des plaquettes mobiles est guide par rapport a des
plaquettes fixes d'un second type exactement positionnees par rapport
aux plaquettes du premier type. Le guidage ou le positionnement mutuel
de deux plaquettes sont obtenus par penetration des parties non
creusees de l'une dans des sillons creuses dans l'autre. Le
deplacement est commande par une liaison mecanique passant a travers
des trous perces dans les plaquettes fixes du premier type.
Un tel dispositif presente un encombrement relativement important
quand le nombre d'etages de commutation est grand, et son cout de
fabrication est eleve en raison du grand nombre de plaquettes de
silicon necessaires. De plus le nombre eleve des contacts mecaniques
assurant chaque guidage augmente la grandeur de l'erreur possible de
guidage.
Chaque contact introduit en effet une possibilite d'erreur en raison
de l'impossibilite de realiser de facon parfaite les surfaces en
contact.
La presente invention a pour but la realisation d'un dispositif
comportant un nombre reduit de plaquettes de guidage de maniere a
diminuer l'encombrement et le cout de fabrication du dispositif tout
en diminuant les risques de positionnement incorrect des fibres
optiques.
Elle a pour objet un dispositif de commutation en cascade par flexion
de fibres optiques pour reseau de transmission d'informations, ce
dispositif incluant des commutateurs comportant chacun - une fibre
optique comportant d'amont en aval un troncon maintenu fixe, un
troncon flexible et un troncon aval mobile, - des'plaquettes
d'alignement a faces planes creusees de sillons d'alignement en V en
regard de chaque troncon, la fibre optique etant disposee entre les
flancs d'un sillon inferieur creuse dans une face superieure d'une
plaquette inferieure et ceux, d'un sillon superieur creuse dans la
face inferieure d'une plaquette superieure, ces plaquettes etant
montees de maniere a definir la position dudit troncon maintenu et a
definir une position inferieure et une position superieure de travail
pour le troncon aval, - et des moyens de commande pour amener
temporairement ce troncon aval dans cette position inferieure ou dans
cette position superieure, selon la connexion a realiser.
- ces commutateurs formant des rangees au sein desquelles ils se
succedent selon une direction "laterale", - ces rangees de
commutateurs formant au moins un "niveau" de commutateurs au sein
duquel les rangees se succedent d'amont en aval selon une direction
"longitudinale" * - la premiere rangee de commutateur de chaque niveau
comportant un commutateur dont le troncon maintenu part d'un point de
raccordement de ce niveau, chaque rangee de commutateurs ulterieure
comportant un nombre de commutateurs double de celui des commutateurs
de la rangee precedente au meme niveau, les troncons maintenus des
commutateurs de cette rangee ulterieure etant places chacun en
alignement avec l'une des deux positions de travail du troncon aval
d'un commutateur de la rangee precedente, l'ensemble des positions des
troncons aval de la derniere rangee de commutateurs de chaque niveau
definissant un ensemble de points "de connexion" de ce niveau, de
sorte que l'ensemble des commutateurs permette a chaque niveau de
connecter le point de raccordement a n'importe quel point de connexion
en passant par toutes les rangees successives, - ce dispositif etant
caracterise par le fait que lesdits troncons maintenus, flexible et
aval de la fibre optique de chaque commutateur sont disposes entre les
faces en regard d'une seule et meme paire de plaquettes d'alignement
l'une inferieure, l'autre superieure, le troncon maintenu etant serre
entre les flancs de deux sillons d'alignement nsim- ples" creuses en
regard dans ces deux faces avec une profondeur assurant sensiblement
le contact entre ces deux faces en meme temps que ce serrage, le
troncon aval mobile etant dispose dans l'alignement du troncon
maintenu entre deux sillons d'alignement "doubles" creuses en regard'
dans ces deux memes faces avec une profondeur suffisante pour
permettre le logement de deux fibres optiques superposees entre les
flancs de ces deux sillons, - lesdits moyens de commande etant des
moyens pour appliquer le troncon aval soit contre ce sillon inferieur
soit contre ce sillon superieur, de maniere que ce sillon inferieur
definisse sa position inferieure et que ce sillon superieur definisse
sa position superieure.
A l'aide des figures schematiques ci-jointes, on va decrire ci-apres a
titre non limitatif, comment l'invention peut etre mise en oeuvre. Il
doit etre compris que les elements decrits et representes peuvent,
sans sortir du cadre de l'invention, etre remplaces par d'autres
elements assurant les memes fonctions techniques. Lorsqu'un meme
element est represente sur plusieurs figures il y est designe par le
meme signe de reference.
La figure 1 represente une vue en perspective arrachee d'un
commutateur d'un dispositif selon l'invention.
La figure 2 represente une vue en coupe longitudinale de ce
commutateur.
Les figures 3 et li representent des vues de ce commutateur en coupes
transversales selon les lignes III-III et IV-IV de la figure 2.
La figure 5 represente une vue en coupe transversale d'une tige de
positionnement mutuel de deux etages successifs du meme dispositif.
La figure 6.represente une vue en perspective eclatee d'une partie du
meme dispositif.
La figure 7 represente une vue de dessus du meme. dispositif, apres
enlevement des elements situes au dessus d'un plan horizontal.
La figure 8 represente une vue partielle en perspective des deux
dispositifs de commutation "en rangees" et "en colonnes" d'une meme
premiere matrice de commutation, le dispositif en rangees etant celui
precedemment decrit.
La figure 9 represente une vue partielle en perspective des deux
dispositifs de commutation d'une deuxieme matrice selon l'invention
differant de la premiere par le fait que les sillons sont creuses dans
les deux faces des plaquettes d'alignement.
La direction designee ici comme "longitudinale d'amont en aval" est
supposee horizontale et representee vers le haut et la gauche sur la
figure 1, vers la droite sur les figures 2 et 7 vers le bas et la
droite sur les figures'6, 8 et 9, et est perpendiculaire aux plans des
figures 3, 4 et 5.
Le dispositif decrit est constitue par un assemblage de colmuta- teurs
fonctionnant chacun par flexion d'une fibre. Chacun de ces
commutateurs comporte donc de maniere connue - une fibre optique FB
comportant, d'amont en aval un troncon maintenu TM fixe, un troncon
flexible TF et un troncon aval mobile TV, - des plaquettes
d'alignement PI, PS a faces planes creusees de sillons d'alignement
SS, SD en V en regard de chaque troncon, la fibre optique etant
disposee entre les flancs d'un sillon inferieur creuse dans une face
superieure d'une plaquette inferieure PI et ceux d'un sillon superieur
creuse dans la face inferieure d'une plaquette superieure PS, ces
plaquettes etant montees de maniere a definir la position dudit
'troncon maintenu TM et a definir une position inferieure et une
position superieure de travail pour le troncon aval, - et des moyens
de commande pour amener ce troncon aval dans cette position inferieure
et dans cette position superieure,
Pour constituer un dispositif de commutation ces cnsmutateurs forment
comme connu des rangees R1, R2, R3 au sein de chacune desquelles ils
se succedent selon une direction appelee ici laterale et representee
comme horizontale et perpendiculaire a la direction longitudinale.
De plus, les rangees se succedent les unes aux autres d'amont en aval
au sein d'un ou de plusieurs niveaux tels que N1 et N2 (figure 8).
La premiere rangee R1 de chaque niveau est constituee par un seul
commutateur dont le troncon maintenu part d'un point de raccordement
PR de ce niveau, chaque rangee de commutateurs ulterieure R2, R3
comportant un nombre de commutateurs double de celui des commutateurs
de la rangee precedente au meme niveau. Les troncons maintenus des
commutateurs de ladite rangee ulterieure sont places chacun en
alignement avec l'une des deux positions de travail du troncon aval TV
d'un commutateur de la rangee precedente R1, R2. L'ensemble des
positions des troncons aval de la derniere rangee de commutateurs de
chaque niveau definit un ensemble de points "de connexion" PC de ce
niveau, de sorte que l'ensemble des commutateurs permette a chaque
niveau de connecter le point de raccordement a n'importe quel point de
connexion en passant par toutes les rangees successives.
Selon la presente invention lesdits troncons flexible TV et aval TV de
la fibre optique de chaque commutateur sont disposes entre les faces
en regard d'une seule et meme paire de plaquettes d'alignement l'une
inferieure PI, l'autre superieure PS. Le troncon maintenu TM est serre
entre les flancs de deux sillons d'alignement "simples" SS creuses en
regard dans ces deux faces avec une profondeur assurant sensiblement
le contact entre ces deux faces en meme temps que le serrage. Le
troncon aval mobile TV est dispose dans l'alignement du troncon
maintenu entre deux sillons d'alignement "doubles" SD creuse en regard
dans ces deux memes faces avec une profondeur suffisante pour
permettre le logement de deux fibres optiques superposees entre les
flancs de ces deux sillons.
Des moyens de commande decrits plus loin permettent d'appliquer le
tron con aval soit contre ce sillon inferieur soit contre ce sillon
superieur, de maniere que ce sillon inferieur definisse sa position
inferieure et que ce sillon superieur definisse sa position
superieure.
Il est a remarquer que, lorsque comme dans l'exemple decrit les flancs
de tous les sillons en V ont la meme inclinaison par rapport aux faces
des plaquettes, la profondeur d'un sillon "double" n'atteint pas tout
a fait le double de celle d'un sillon simple, alors meme que deux
sillons doubles en regard permettent de loger exactement deux fibres
tandis que deux sillons simples en regard permettent d'en loger
exactement une.
La disposition qui vient d'etre decrite permet d'aligner aisement et
avec precision la position de repos du troncon aval TV dans l'axe des
sillons d'alignement "doubles" SD qui definissent ses deux positions
de travail, haute et basse.
Pour la clarte du dessin seule cette position de repos est
representee. Elle correspond a l'absence de flexion du troncon
flexible et apparait notamment sur la figure 3. Les positions de
travail resultent d'une force verticale appliquee sur le troncon aval
TV et l'amenant en contact simultanement avec les deux flancs d'un
sillon d'alignement en regard, qui est soit celui creuse dans la
plaquette inferieure PI soit celui creuse dans la plaquette superieure
PS. La position de repos du troncon aval TV est au milieu entre les
deux positions de travail inferieure et superieure qui correspondent a
l'alignement du troncon TV avec l'extremite amont de deux fibres
respectivement "basse" FB et "haute" FH appartenant a un commutateur
de la rangee suivante.Le parcours du tron con aval pour passer de sa
position de repos a une de ses positions de travail est donc egal au
rayon des fibres utilisees, c'est-a-dire qu'il est aussi petit que
possible.
Cette petite valeur de parcours permet d'assurer la connexion en serie
des commutateurs, d'une rangee a la suivante, avec toute la precision
necessaire, grace a la disposition suivante, qui est illustree
notamment par la figure 6. Sur cette figure la plaquette superieure PS
est representee relevee avec son extremite aval relevee plus haut que
son extremite amont. Une fleche incurvee montre le deplacement a
effectuer pour amener la plaquette dans sa position normale.,
Chaque paire de plaquettes inferieure et superieure PI, PS des rangees
de commutateurs R2, R3 ulterieures a la premiere est utilisee en meme
temps pour un commutateur "bas" et pour un commutateur "haut"
comportant une fibre optique "basse" FB et une fibre optique "haute"
FH respectivement.Les troncons maintenus TM de ces deux fibres sont
paralleles et decales lateralement l'un par rapport a l'autre. Chacune
de ces deux fibres optiques comporte un troncon intermediaire TI en
amont du troncon maintenu, l'un au moins des deux troncons
intermediaires etant courbe successivement dans deux sens opposes et
sensiblement dans un plan parallele aux faces en regard des
plaquettes. La fibre comporte encore un troncon amont TA place en
amont du troncon intermediaire et parallele au troncon maintenu TM. Ce
troncon amont est serre entre les flancs d'un sillon d'alignement
double SD creuse dans la plaquette inferieure ou dans la plaquette
superieure selon qu'il s'agit de la fibre basse FB ou de la fibre
haute FH. Les deux troncons amont sont superposes.Le dispositif
comporte alors bien entendu des moyens TP, SP de positionnement mutuel
des paires de plaquettes des rangees successives R1, R2, R3 de maniere
a placer ces deux troncons amont superposes TA en alignement avec les
deux positions de travail d'un troncon aval d'un commutateur de la
rangee precedente.
La nature de ces moyens de positionnement sera indiquee plus loin.
Les elements indiques ci-dessus permettent de realiser un dispositif
comportant un seul niveau de commutation. Mais des elements autres
sont necessaires au dispositif de commutation pour que l'association
de deux tels dispositifs permette de realiser une matrice de
commutation. C'est pourquoi le dispositif selon l'invention comporte
de preference (voir figure 8) plusieurs niveaux N1, N2 de commutateurs
superposes. Les rangees successives R1, R2, R3 de chaque niveau N1
sont superposees a celles du niveau immediatement inferieur N2 a
partir du niveau le plus bas de maniere a former une succession
longitudinale d'etages de commutation El, E2, E3 a partir d'une
colonne formee par les points de raccordement PR et jusqu'a un plan
contenant les points de connexion PC. Chaque rangee de commutateurs R1
appartient a un seul niveau et a un seul etage. De plus un etage de
connexion E4 comporte a chaque niveau une rangee de connecteurs R4
disposes en aval des commutateurs de la derniere rangee R3 en nombre
egal a celui de ces commutateurs, ces connecteurs etant groupes en
paires comportant chacune un connecteur "bas" et un connecteur "haut",
formes a l'aide d'une fibre optique "basse" FR et d'une fibre optique
"haute" FH, respectivement.
Ces fibres sont serrees toutes deux-entre les flancs de sillons
d'alignement creuses en regard dans des faces en regard d'une
plaquette d'alignement inferieure PI et d'une plaquette d'alignement
superieure PS.
Chacune de ces deux fibres comporte un troncon amont TA serre entre
les flancs d'un sillon double SD creuse dans la plaquette inferieure
PI ou dans'la plaquette superieure PS selon qu'il s'agit de la fibre
basse ou de la fibre haute, un troncon intermediaire TI courbe dans le
cas d'au moins une de ces fibres, et un troncon aval TV parallele au
troncon amont
TA et serre entre les flancs de deux sillons d'alignement simples SS
creuses dans les deux plaquettes. Les troncons aval de ces deux fibres
sont decales mutuellement lateralement alors que les troncons amont
sont superposes.Des moyens de positionnement TP, SP mutuel des
commutateurs et des connecteurs permettent de placer chaque troncon
amont bas ou haut des connecteurs en alignement avec une position de
travail inferieure ou superieure d'un commutateur de la derniere
rangee R3 du meme niveau, respectivement,, et pour disposer les
extremites aval des fibres des connecteurs selon une rangee de noeuds
de connexion NC pour chaque niveau, tout en superposant ces noeuds de
niveau a niveau pour former des colonnes et constituer une matrice de
noeuds de connexion.
On peut alors associer le dispositif de commutation considere a un
dispositif de commutation complementaire identique en mettant en
regard les noeuds de connexion des deux dispositifs. Les rangees des
noeuds de connexion de l'un sont placees en face des colonnes des
noeuds de connexion de l'autre, et on forme ainsi une matrice de
commutation permettant de connecter n'importe quel point de
raccordement de l'un de ces dispositifs avec n'importe quel point de
raccordement de l'autre.
De preference, les moyens de positionnement sont constitues par des
tiges de positionnement TP en materiau dur a section circulaire
serrees entre les flancs des sillons de positionnement SP creuses dans
des faces en regard des plaquettes d'alignement PI, PS. Les tiges de
positionnement mutuel de deux rangees d'un meme niveau traversent le
plan de jonction de ces deux rangees.
D'autres moyens de positionnement pourraient cependant etre utilises,
par exemple des plaquettes de positionnement qui seraient placees sur
le niveau superieur N1 et sous le niveau inferieur, toutes les faces
en regard des plaquettes autres que celles portant les fibres optiques
etant creusees de sillons laissant entre eux des saillies, avec
penetration deis saillies de chaque plaquette dans les sillons de
l'autre.
De preference, les plaquettes d'alignement sont constituees de maniere
connue en elle meme par un materiau monocristallin, les flancs des
sillons etant disposes selon des plans cristallographiques d'attaque
preferentielle de ce materiau.
Le materiau utilise par les inventeurs est le silicon dont les
procedees de gravure sont bien connus.
Quant aux moyens de commande ils sont de preference du type
electrostatique. Ils comportent alors les elements suivants pour
chaque rangee de commutateurs telles que R1, R2 ou R3 - un depot
metallique s'etendant en continuite electrique sur les tron cons
maintenu TM, flexible TF et aval TV de la fibre optique FB, FH de
chaque commutateur, - une bande metallique BA d'alimentation
electrique de fibres.Cette bande s'etend en continuite electrique
selon la direction laterale sur l'une au moins des faces en regard des
deux plaquettes d'alignement de tous les commutateurs de la rangee en
passant sur les flancs des sillons au contact du depot metallique des
troncons maintenus TM, - une bande metallique de commande BC
s'etendant en continuite electrique selon la direction laterale sur
chacune des deux faces en regard des deux plaquettes d'alignement de
tous les commutateurs de la rangee en passant sur les flancs des
sillons d'alignement formes en regard du troncon aval des fibres
optiques, - un revetement RI isolant depose sur cette bande ou sur le
depot metallique du troncon aval de maniere a empecher un contact
electrique entre ce depot metallique et cette bande de commande, - et
un generateur de tension electrique commutable GT pour appliquer une
tension electrique de commande entre d'une part la ou les bandes
d'alimentation de fibres et d'autre part soit la bande de commande
deposee sur les plaquettes inferieures de la rangee, soit la bande de
commande deposee sur les plaquettes superieures, selon les connexions
a realiser. L'application de cette tension electrique place alors tous
les troncons aval de la rangee soit en position inferieure, soit en
position superieure, comme resultat du phenomene d'attraction
electrostatique entre les depots metalliques sur ces segments aval et
la bande de commande.
Le revetement isolant RI est apparu plus facile a deposer sur les
plaquettes, comme represente, que sur les fibres. Quant au revetement
conducteur des fibres, il est connu que les fibres optiques peuvent
etre revetues d'une couche metallique (aluminium, or...) moyennant
eventuellement une couche d'accrochage appropriee.
Un systeme de commande electrostatique pour commutateur par flexion de
fibre optique a deja ete decrit dans le brevet francais nO 2.412.0811
correspondant au brevet anglais nO 1.598.3311 (Standard Telephones and
Cables Ltd.).
Dans ce systeme l'alignement du troncon aval mobile d'une fibre amont
sur les troncons amont fixes de deux fibres aval est obtenue a l'aide
de sillons creuses dans des electrodes metalliques constituees par
exemple d'aluminium. Mais l'alignement correct de la position de repos
du troncon aval pose un probleme delicat, et la precision d'alignement
est encore diminuee pap le fait que, a partir de cette position de
repos, le deplacement du troncon aval est -relativement important. Au
contraire, dans le dispositif selon l'invention, le troncon aval
mobile est aisement et precisement aligne des sa position de repos par
des sillons creuses dans les memes plaquettes que celles qui
determinent les positions de travail.
Par ailleurs, il est a remarquer que d'autres types de dispositifs de
commande pourraient etre employes.
La force d'attraction utilisee dans ces dispositifs peut etre par
exemple magnetique. Des lamelles de metal ferromagnetique (nickel)
entrassent alors les fibres optiques. Dans ce but on realise des
circuits magnetiques a faible reluctance sous forme de bandes
ferromagnetiques en lieu et place des bandes de metallisation BC. Pour
chaque rangee de commutateurs, les lamelles ferromagnetiques des
troncons. avals TV des fibres optiques FB sont en serie soit avec le
circuit magnetique superieur, soit avec le circuit magnetique
inferieur suivant que les troncons avals sont en position superieure
ou en position inferieure. Les circuits magnetiques se ferment,
exterieurement a l'ensemble des plaquettes, sur des aimants permanents
qui assurent la fonction memoire et comprennent des bobines
d'induction qui assurent la fonction commutation, par exemple comme
decrit dans l'article de G. WINZER et autres, "rend type routing
switch for multimode optical fibers" (Siemens Forsch.u.Entwickl. Ber.
BB 1979 nO 3).
De preference les bandes d'alimentation BA de fibres s'etendent aussi
bien sur les plaquettes d'alignement inferieures PI que superieures
PS, et les troncons maintenus TM des fibres basses FB et hautes
FH sont soudes aux bandes d'alimentation deposees sur les plaquettes
inferieures et superieures respectivement.
De plus une bande de fixation amont BF s'etend selon la direction
laterale sur les plaquettes inferieure et superieure et est soudee aux
tron cons amont TA des fibres basses et hautes respectivement. Ceci
permet de fixer ces fibres a ces plaquettes avant l'assemblage des
plaquettes.
La bande de fixation BF est realisee par exemple de la maniere et en
meme temps que les bandes d'alimentation BA et de commande BC, et la
fixation du troncon amont se fait par l'intermediaire du depot
conducteur de la fibre. Ce depotest pour cela prolonge jusqu'au
troncon amont.
Une interruption est cependant prevue sur ce depot, et la bande BF
s'arrete a distance de la face amont de la plaquette, de maniere a
eviter des court-circuits electriques entre rangees successives.
Les plaquettes d'alignement sont evidees en regard des troncons
flexibles et intermediaires des fibres optiques pour permettre leur
courbure, les evidements prevus pour les troncons flexibles etant de
simples prolongements vers l'amont des sillons d'alignement a
profondeur double dans lesquels sont disposes les troncons aval.
Dans un deuxieme mode de realisation represente sur la figure 9, et
dans le but de rendre le dispositif plus compact, les plaquettes
d'alignement sauf les plaquettes extremes sont creusees de sillons
d'alignement et de positionnement sur leurs faces inferieure et
superieure. Ceci permet l'utilisation de chacune d'elles pour la
realisation de deux commutateurs d'un niveau et de deux commutateurs
d'un niveau adjacent.
Deux dispositifs complementaires ainsi constitues sont designes par
les references DC'1 et DC'2.
Le dispositif qui vient d'etre decrit presente de nombreux avantages -
Le dispositif se prete a une fabrication de masse avec les techniques
de photolithographie, toutes les plaquettes d'un meme etage etant
identiques.
- Le deplacement de la fibre optique est de l'ordre de 60 micrometres
seulement avec les dimensions actuelles typiques des fibres.
- Les forees mises en Jeu sont seulement de l'ordre de 0,01 gf.
- La commande electrique de la commutation est directe (absence de
relais mecanique).
- Le maintien en position commutee ne consomme pas d'energie
electrique.
- La tension electrique requise est seulement de quelques dizaines de
volts.
- La bande passante ou le debit numerique n'est pas'limite par le
dispositif vu les faibles longueurs de fibre utilisees dans la
realisation.
- perte d'insertion faible.
-Avec l'utilisation de fibres a gradient d'indice de 50 micrometres de
diametre de coeur, une perte d'insertion de 0,2 dB suppose un
excentrement entre fibres de + 9 micrometres. Avec cette tolerance, le
signal transmis d'une ligne de transmission amont vers une ligne aval
d'une matrice- de 256 x 256 subit une attenuation de 3,4 dB. Les
pertes par reflexion aux interfaces optiques peuvent etre supprimees
par la presence d'un liquide d'adaptation d'indice qui joue les roles
d'amortisseur dans les eplacements mecaniques et de milieu
dielectrique. Une autre possibilite de diminution de ces pertes est
celle d'un traitement anti-reflechissant sur les extremites des
fibres, soit en pratique sur les interfaces des etages E1, E2, E3, E4.
- Dans la mesure ou toutes les fibres de la matrice ont des
caracteristiques opto-geometriques identiques, la matrice de
commutation est, in differemment, uni-ou bidirectionnelle.
Bien entendu, lors de la realisation du dispositif il convient
d'assurer une bonne precision des masquages permettant la gravure des
sillons de guidage et de positionnement, en employant les techniques
connues a cet effet pour la fabrication des circuits electroniques
integres sur substrat de silicon. Quant au diametre des fibres il doit
etre defini avec une tolerance inferieure a plus ou moins 2 microns,
de meme que le diametre des tiges de positionnement qui peut etre par
exemple de 200 + 1 micrometre.
La longueur des troncons maintenus peut etre par exemple de 2 sm et
celle de l'ensemble du troncon flexible et du troncon aval de 15 mm.
L'egpisseur des plaquettes du premier dispositif decrit peut etre
voisine de 0,5 mm.
L'implantation des fibres, metallisees en surface, s'opere sur un
plan, une fibre par sillons. L'extremite mobile (troncon aval TV) est
preparee prealablement. Elle est disposee a quelques micrometres du
bord de la plaquette. L'extremite fixe (troncon amont TA) depasse du
bord amont correspondant de la plaquette. Une operation de polissage
des troncons amont TA pour mettre en coTncidence les extremites des
fibres avec les bords amont correspondants des plaquettes peut etre
effectue globalement sur les etages de commutation E1, E2, E3... par
exemple. Par contre le bloc Eq peut etre poli sur ses deux faces.
La localisation precise des plages de metallisation permet le soudage
simultane des fibres. Un film d'indium est depose au prealable sur les
plages concernees.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1/ Dispositif de commutation en cascade par flexion de fibres optiques
pour reseau de transmission d'informations, ce dispositif incluant des
commutateurs comportant chacun - une fibre optique (FB) comportant
d'amont en aval un troncon maintenu fixe (TM), un troncon flexible
(TF) et un troncon aval (TV) mobile, - des plaquettes d'alignement
(PI, PS) a faces planes creusees de sillons d'alignement en V (SS, SD)
en regard de chaque troncon, la fibre optique etant disposee entre les
flancs d'un sillon inferieur creuse dans une face superieure d'une
plaquette inferieure (PI) et ceux, d'un sillon superieur creuse dans
la face inferieure d'une plaquette superieure (PS), ces plaquettes
etant montees de maniere a definir la position dudit troncon maintenu
(TM) et a definir une position inferieure et une position superieure
de travail pour le troncon aval, - et des moyens de commande pour
amener temporairement ce troncon aval dans cette position inferieure
ou dans cette position superieure, selon la connexion a realiser, -
ces commutateurs formant des rangees (R1, R2, R3) au sein desquelles
ils se succedent selon une direction laterale, - ces rangees de
commutateurs formant au moins un "niveau" (N1) de commutateurs au sein
duquel les rangees se succedent d'amont en aval selon une direction
"longitudinale", - la premiere rangee de commutateur de chaque niveau
(N1) comportant un commutateur dont le troncon maintenu part d'un
point de raccordement (PR) de ce niveau, chaque rangee de commutateurs
ulterieure (R2,
R3) comportant un nombre de commutateurs double de celui des
commutateurs de la rangee precedente (R1, R2) au meme niveau, le;
troncons maintenus des commutateurs de ladite rangee ulterieure etant
places chacun en alignement avec l'une des deux positions de travail
du troncon aval (TV) d'un commutateur de la rangee precedente (R1,
R2), l'ensemble des positions des troncons aval de la derniere rangee
de commutateurs de chaque niveau definissant un ensemble de points "de
connexion" (PC) de ce niveau, de sorte que l'ensemble des commutateurs
permette a chaque niveau de connecter le point de raccordement a n1
importe quel point de connexion en passant par toutes les rangees
successives, - ce dispositif etant caracterise par le fait que lesdits
troncons maintenus (TM), flexible (TF) et aval (TV) de la fibre
optique (FB) de chaque commutateur sont disposes entre les faces en
regard d'une seule et meme paire de plaquettes d'alignement, l'une
inferieure (PI), l'autre superieure (PS), le troncon maintenu (TM)
etant serre entre les flancs de deux sillons d'alignement "simples"
(SS) creuses en regard dans ces deux faces avec une profondeur
assurant sensiblement le contact entre ces deux faces en meme temps
que ce serrage, le troncon aval mobile (TV) etant dispose dans
l'alignement du troncon maintenu entre deux sillons d'alignement
"doubles" (SD) creuses en regard dans ces deux memes faces avec une
profondeur suffisante pour permettre le logement de deux fibres
optiques superposees entre les flancs de ces deux sillons, - lesdits
moyens de commande etant des moyens (BC, BA, GT) pour appliquer le
troncon aval soit contre ce sillon inferieur soit contre ce sillon
superieur, de maniere que ce sillon inferieur definisse sa position
inferieure et que ce sillon superieur definisse sa position
superieure.
2/ Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait que
chaque paire de plaquettes inferieure et superieure (PI, PS) des
rangees de commutateurs (R2, R3) ulterieures a la premiere est
utilisee en meme temps pour un commutateur "bas" et pour un
commutateur "haut" comportant une fibre optique "basse" (FB) et une
fibre optique "haute" (FH) respectivement, les troncons maintenus (TM)
et aval (Tv) de ces deux fibres etant paralleles et decalees
lateralement l'un par rapport a l'autre, chacune de oes deux fibres
optiques comportant un troncon intermediaire (TI) en amont du troncon
maintenu, l'un au moins des deux troncons intermediaires etant courbe
successivement dans deux sens opposes et sensiblement dans un plan
parallele aux faces en regard des plaquettes, la fibre comportant
encore un troncon amont (TA) place en amont du troncon intermediaire
et parallele au troncon maintenu (TM), ce troncon amont etant serre
entre les flancs d'un sillon d'alignement double (SD) creuse dans la
plaquette inferieure ou dans la plaquette superieure selon qu'il
s'agit de la fibre basse (FB) ou de la fibre haute (FH), ces deux
troncons amont etant superposes, - le dispositif comportant en outre
des moyens (TP, SP) de positionnement mutuel des paires de plaquettes
des rangees successives (R1, R2, R3) de maniere a placer ces deux
troncons amont superposes (TA) en alignement avec les deux positions
de travail d'un troncon aval drun commutateur de la rangee precedente.
3/ Dispositif selon la revendication 2, caracterise par le fait- qu'il
comporte - plusieurs niveaux (NI, N2) de commutateurs superposes, les
rangees successives (R1, R2, R3) de chaque niveau (N1) etant
superposees a celles du niveau immediatement inferieur (N2) a partir
du niveau le plus bas de maniere a former une succession longitudinale
d'etages de commutation (El, E2, E3) a partir d'une colonne formee par
les points de raccordement (PR) et jusqu'a un plan contenant les
points de connexion (PC), chaque rangee de commutateurs (R1)
appartenant a un seul niveau et a un seul etage, - un etage de
connexion (E4) comportant a chaque niveau une rangee de connecteurs
(Rg) disposes en aval des commutateurs de la derniere rangee (R3) en
nombre egal a celui de ces commutateurs, ces connecteurs etant groupes
en paires comportant chacune un connecteur "bas" et un connecteur
"haut", formes a l'aide d'une fibre optique "basse" (FB) et d'une
fibre optique "haute" (FH) respectivement, ces deux fibres etant
serrees entre les flancs de sillons d'alignement creuses en regard
dans des faces en regard d'une plaquette d'alignement inferieure (PI)
et d'une plaquette d'alignement superieure (PS), chacune de ces deux
fibrescomportant un troncon amont (TA) serre entre les flancs d'un
sillon double (SD) creuse dans la plaquette inferieure ou dans la
plaquette superieure selon qu'il s'agit de la fibre basse ou de la
fibre haute, un troncon intermediaire (TI) courbe dans le cas d'au
moins une de ces fibres, et un troncon aval (TV) parallele au troncon
amont (TA) et serre entre les flancs de deux sillons d'alignement
simples (SS) creuses dans les deux plaquettes, les troncons aval de
ces deux fibres etant decales mutuellement lateralement alors que les
troncons amont sont superposes, - et des moyens de positionnement (TP,
SP) mutuel des commutateurs et des connecteurs pour placer chaque
troncon amont bas ou haut des connecteur en alignement avec une
position de travail inferieure ou superieure d'un commutateur de la
derniere rangee (R3) du meme niveau, respectivement, et pour disposer
les extremites aval des fibres des connecteurs selon une rangee de
noeuds de connexion (NC) pour chaque niveau, tout en superposant ces
noeuds de niveau a niveau pour former des colonnes et constituer une
matrice de noeuds de connexion, de maniere a permettre d'associer le
dispositif de commutation considere (DC1) a un dispositif de
commutation complementaire (DC2) avec mise en regard des noeuds de
connexion de ces deux dispositifs les rangees de noeuds de connexion
de l'un etant placees en face des colonnes des noeuds de connexion de
l'autre, et de former ainsi une matrice de commutation permettant de
connecter n'importe quel point de raccordement de l'un de ces
dispositifs avec n'importe quel point de raccordement de l'autre.
h/ Dispositif selon les revendications 2 et 3, caracterise par le fait
que les moyens de positionnement sont constitues par des tiges de
positionnement (TP)en materiau dur a section circulaire serrees entre
les flancs des sillons de positionnement (SP) creuses dans des faces
en regard des plaquettes d'alignement (PI, PS), les tiges de
positionnement mutuel de deux rangees d'un meme niveau traversant le
plan de jonction de ces deux rangees.
5/ Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait que
les plaquettes d'alignement (PI, PS) sont constituees de maniere
connue en elle-meme par un materiau monocristallin, les flancs des
sillons (SS,
SD, SP) etant disposes selon des plans cristallographiques d'attaque
preferentielle de ce materiau.
6/ Dispositif selon la revendication 2, caracterise par le fait que
lesdits moyens de commande comportant pour chaque rangee (R1, R2, R3)
- un depot metallique s'etendant en continuite electrique sur les tron
cons maintenu (TM), flexible (TF) et aval (TV) de la fibre optique
(FB, FH) de chaque commutateur, - une bande metallique (BA)
d'alimentation electrique de fibres s'etendant en continuite
electrique selon la direction laterale sur l'une au moins des faces en
regard des deux plaquettes d'alignement (PI, PS) de tous les
commutateurs de la rangee en passant sur les flancs des sillons au
contact du depot metallique des troncons maintenus, - une bande
metallique de commande (BC) s'etendant en continuite electrique selon
la direction laterale sur chacune des deux faces en regard des deux
plaquettes d'alignement de tous les commutateurs de la rangee en
passant sur les flancs des sillons d'alignement en regard du troncon
aval des fibres optiques, - un revetement isolant (RI) depose sur
cette bande de commande ou sur le depot metallique du troncon aval de
maniere a empecher un contact electrique entre ce depot metallique et
cette bande, - et un generateur de tension electrique commutable (GT)
pour appliquer temporairement une tension electrique de commande entre
d'une part la ou les bandes d'alimentation de fibres et d'autre part
soit la bande de commande deposee sur les plaquettes inferieures de la
rangee, soit la bande de commande deposee sur les plaquettes
superieures, de maniere que l'application de cette tension electrique
place tous les troncons aval de la rangee soit en position inferieure,
soit en position superieure, comme resultat du phenomene d'attraction
electrostatique entre le depot metallique sur ce segment aval et la
bande de commande.
7/ Dispositif selon la revendication 6, caracterise par le fait que
les bandes d'alimentation (BA) de fibres s'etendent aussi.bien sur les
plaquettes d'alignement inferieures (PI) que superieures (PS) les
troncons maintenus (TM) des fibres basses (FB) et hautes (FH) etant
soudes aux bandes d'alimentation deposees sur les plaquettes
inferieures et superieures respectivement, - une bande de fixation
amont (BF) s'etendant selon la direction laterale sur les plaquettes
inferieure et superieure et etant soudee aux troncons amont (TA) des
fibres basses et hautes respectivement, de maniere a permettre de
fixer ces fibres a ces plaquettes avant l'assemblage des plaquettes.
8/ Dispositif selon la revendication 2, caracterise par le fait que
les plaquettes d'alignement (PI, PS) sont evidees en regard desdits
troncons flexibles (TF) et intermediaires (TI) des fibres optiques
pour permettre leur courbure, les evidements prevus pour les troncons
flexibles etant de simples prolongements, vers l'amont des sillons
d'alignement a profon -deur double (SD) dans lesquels sont disposes
les troncons aval (TV).
9/ Dispositif selon la revendication 2, caracterise par le fait que
les plaquettes d'alignement (P2, P3) sauf les plaquettes extremes (P1)
sont creusees de sillons d'alignement et de positionnement sur leurs
faces inferieure et superieure pour permettre l'utilisation de chacune
d'elles pour la realisation de deux oommutateurs d'un niveau et de
deux commutateurs d'un niveau adjacent.
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