DE3205029A1 - Optischer konzentrator/verteiler mit matrixaufbau - Google Patents

Description

L¹ETAT FRANCAIS, Represente par Ie Ministre des P.T.T, (Centre National d'Etudes des Telecommunications) 92 13.1 ISSY LES MOULINEAUX, Frankreich

Optischer Konzentrator/Verteiler mit Matrixaufbau

Die Erfindung betrifft einen optischen Konzentrator/Verteiler in Matrixanordnung. Sie ist insbesondere auf optische Nachrichtenübertragung anwendbar.

Es gibt Umschaltsysteme, die Konzentratoren genannt werden und das Erreichen einer Zweirichtungs-Nachrichtenverbindung zwischen höchstens m Sender/
Empfängern von Informationen wie Fernsprechstellen . und höchstens k anderen ermöglichen. Im allgemeinen unterscheidet sich das Verhältnis m/k von Eins,
kann jedoch auch diesem Wert gleich sein.

Weiter gibt es UmschaItsysterne, die Verteiler genannt werden und das Erreichen einer Einrichtungs-Nachrichtenverbindung von höchstens 1 Informationssendern zu höchstens ρ Empfängern ermöglichen. Es kann sich beispielsweise um Fernsehinformationen handeln.

Bisher werden ein elektronischer Konzentrator und ein elektronischer Verteiler nebeneinander angeordnet/ um beispielsweise Fernsprechteilnehmern, die auch mit Fernsehempfängern versehen sind, eine Verbindung mit anderen Teilnehmern sowie gleichzeitig mit Fernsehsendern zu ermöglichen, um auf diese Weise Informationen mit diesen anderen Teilnehmern auszutauschen und gleichzeitig verschiedene Fernsehprogramme aufzunehmen. Das Konzentrator/Verteiler-System, das auf diese Weise erhalten wird, ist kompliziert und die verbrauchte elektrische Energie ist erheblich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der erwähnten Nachtelle einen einfach ausgebildeten Konzentrator/Verteiler anzugeben.

Die Erfindung betrifft einen optischen Konzentrator/Verteiler mit Matrixanordnung, der sich dadurch auszeichnet, daß er aufweist:

eine Matrix aus m Zeilen und η Spalten aus versenkbaren Licht-Ablenkgliedern, gebildet aus:

einer Konzentrations-Untermatrix mit m Zeilen und k Spalten dieser Glieder zum Erreichen einer optischen Zweirichtungs- und eineindeutigen Nachrichtenverbindungen zwischen höchstens k Sender/Empfängenn von Lichtstrahlenbündeln (kurz Lichtbündeln) zwischen m und höchstens k anderen Sender/Empfängern von Lichtsignalen_;und

einer Verteiler-Untermatrix mit m Zeilen und 1 Spalten der Glieder, wobei m die Summe von k und 1 ist,zum Erreichen einer optischen Einrichtungs-Nachrichtenverbindung von höchstens 1 Sendern von Lichtsignalen zu höchstens den m Sender/Empfängern, und

eine· Steuereinrichtung dieser Verbindungen,, dadurch, daß jedes Ablenkglied der Verteiler-Untermatrix so ausgebildet ist, daß es mindestens einen Teil aller einfallenden Lichtbündel überträgt, die von einem der 1 Sender stammen, dadurch, daß jedes Ablenkglied der Konzentrations-Untermatrix so ausgebildet ist, daß es mindestens einen Teil aller einfallenden Lichtbündel überträgt, die von einem der 1 Sender stammen_/und dadurch, daß die m Sender/ Empfänger, die k anderen Sender/Empfänger und die 1 Sender jeweils optisch mit den m Zeilen der Matrix, den k Spalten der Konzentration-Untermatrix bzw. den 1 Spalten der Verteiler-Untermatrix verbunden sind mittels m bzw. k bzw. 1 Lichtausbreitungsgliedern, um die Nachrichten zu übertragen.

Bei der Erfindung sind daher der Konzentrator und der Verteiler in dem gleichen Matrixsystem integriert. Der Aufbau dieses Systems eignet sich insbesondere gut für die verwendete optische Umschaltung, die ihrerseits die Kombination des Konzentrators und des Verteilers erleichtert. Diese Kombination ermöglicht es, einen Konzentrator/Verteiler insbesondere einfachen Aufbaus zu erhalten, bei dem die Lichtverluste begrenzt sind, die sich aus einer optischen Verbindung zwischen einem Konzentrator und einem davon getrennten Verteiler ergeben würden.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung ist jedes Ablenkglied der Verteiler-Untermatrix so ausgebildet, daß es mindestens einen Teil eines

einfallenden von dem der Zeile dieses Glieds entstammenden Lichtbündels sprechenden Sender/Empfänger /überträgt,und ist jedes Ablenkglied der Kon zentrations-Untermatrix so ausgebildet, daß es mindestens einen Teil eines einfallenden von dem der Zeile dieses Gliedes entsprechenden Sender/Empfänger stammenden Lichtbündels überträgt sowie einem von dem anderen der Spalte dieses Glieds entsprechenden Sender/Empfänger kommenden Lichtbündels überträgt.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung sind die Steuerglieder der Nachrichten^vorgesifiln, um einen übertragenen Teil der Lichtbündel aufzunehmen, die von den m Sender/Empfängern, den k anderen

Sender/Empfängern und den 1 Sendern stammen, um auf diese Weise eine optische Darstellung bzw. Führung tier Nachrichtenverbindung zu erreichen.

Gemäß anderen besonderen Merkmalen der Erfindung weisen die Ausbreitungsglieder des Lichtes jeweils eine optische oder Lichtleitfaser sowie eine Verbindung soptik auf, die zwischen der Faser und einem Bereich der Matrix angeordnet ist, und sind die Licht-Ablenkglieder halbdurchlässige Spiegel oder weisen auch «in fünfeckiges Prisma sowie zwei andere dreieckförmige Prismen auf, die jeweils zwei orthogonale benachbarte Flächen aufweisen und die derart angeordnet sind, daß eine Ablenkung unter rechtem Winkel eines einfallenden Lichtbündels möglich ist sowie das Übertragen mindes tens eines Teils des Lichtbündels in dessen letzterer Einfallrichtung.

Vorzugsweise haben die Lichtbündel, die von den m SendetEmpfängern, den k anderen Sender/Empfängern bzw. den 1 Sendern kommen, jeweils verschiedene Wellenlängen von A₁ bzw. A~ bzw. A ^.

Schließlich und ebenfalls vorzugsweise sind Ablenkglieder der Konzentrations-Untermatrix vorgesehen zum Reflektieren des größeren Teils des einfallenden Lichtbündels mit Wellenlängen Λ. oder ^₂' ^w°k^ei der Rest übertragen oder absorbiert wird und wobei

sie durchlässig gegenüber denjenigen mit Wellenlängen a sind,und sind die Ablenkglieder der Verteiler-Untermatrix derart vorgesehen, daß sie den größeren
Teil der Lichtbündel mit Wellenlängen λ » hindurchlassen, wobei der Rest reflektiert oder absorbiert
wird und wobei sie durchlässig bezüglich solcher mit Wellenlängen A₁ sind.

Ein Sender/Empfänger der Lichtsignale kann Sendeglieder für Licht mit Wellenlänge /L₁ und Empfangsgliedern für Lichtwellenlänge A- enthalten, die
sich von der Wellenlänge A₁ unterscheidet und
die von einem anderen Sender/Empfänger abgegeben wird. Im übrigen können die Licht-Ausbreitungsglieder jeweils eine Lichtleitfaser aufweisen, die zum insbesondere übertragen einerseits der Lichtsignale der
Wellenlänge A- vorgesehen sind, die von einem
Sender/Empfänger abgegeben werden,sowie andererseits von Lichtsignalen der Wellenlänge ^₂, die für den
Sender/Empfänger bestimmt sind.

Es ist bekannt, daß das Injizieren oder Einführen von Licht der Wellenlänge A ₁ in die Lichtleitfaser und daß die Extraktion von Licht der Wellenlänge Λ ₂ dieser Lichtleitfaser beispielsweise mit Hilfe eines selektiven Spiegels erreicht werden kann, wobei jedoch die Kopplung der Sendeglieder und der Empfangs- .
glieder mit der Lichtleitfaser mehrere Komponenten erfordert, insbesondere den Spiegel und Kopplungsoptiken,

was Ursache für komplizierte und kostspielige Ausbreitungsglieder für Licht 1st.

Die Erfindung ermöglicht es auch, diese Nachteile zu überwinden: Gemäß einem besonderen Merkmal des erfindungsgemäßen Konzentrator/Verteilers weisen die Ausbreitungsglieder des Lichtes, die den m Sender/Empfängern und den k anderen Sender/Empfängern entsprechen, jeweils mindestens eine Lichtleitfaser auf, deren mindestens eines Ende abgeschrägt ist und ein Wellenlängenfilter aufweist, das zum Reflektieren mindestens eines einfallenden Lichtbündels und zum Hindurchlassen mindestens eines anderen Lichtbündels ausgebildet ist, wobei die beiden" Lichtbündel unterschiedliche Wellenlängen besitzen.

Die Kopplung der Sendeglieder und der Empfangsglieder mit der Lichtleitfaser erfordert daher nicht mehr als eine einzige Komponente, nämlich die Lichtleitfaser mit angeschrägtem Ende, die mit einem Wellenlängenfilter versehen 1st.

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal weist die Lichtleitfaser jedes Licht-Ausbreitungsgliedes, das den m Sender/Empfängern entspricht, ein weiteres ebenfalls abgeschrägtes Ende auf, wobei die Licht-Ausbreitungsglieder, die den m Sender/Empfängern entsprechen, weiter jeweils eine andere Faseroptik aufweisen, deren eines Ende abgeschrägt ist und mit dem

anderen Ende der Faseroptik verbunden ist, wobei ein weiteres Wellenlängenfilter an der Schnittstelle dieser beiden Faseroptiken vorgesehen ist und dieses andere Filter so ausgebildet ist, daß es das Lichtbündel und das andere Lichtbündel hindurchtreten läßt und daß es ein drittes reflektiert, wobei die drei Lichtbündel paarweise unterschiedliche Wellenlängen besitzen.

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal ist das abgeschrägte Ende der Faseroptik mit einem abgeschrägten Ende einer endseitigen Faseroptik verbunden, deren anderes Ende abgeschrägt ist und vorgesehen ist zum Injizieren des Lichtes in die Faseroptik oder zum Extrahieren des Lichtes von dieser.

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal sind die Filter sowie das weitere Filter durch Spiegel mit mehrfachdielektrischen Schichten gebildet.

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung sind die Faseroptik und die weitere Faseroptik, deren mindestens eines Ende abgeschrägt ist, mit dem einen der Filter an dem Ende versehen und in mehreren Exemplaren dadurch hergestellt, daß

eine Unbeweglichkeit der Faseroptiken parallel zueinander in einem Werkstoff erreicht wild derart, daß eine Anordnung aus Fasern mit sich ergebender ünbeweglichkeit erreicht ist, daß ein

Schneiden der Anordnung durchgeführt wird derart, daß an jeder Faser ein abgeschrägtes Ende gebildet ist,

daß dann jedes abgeschrägte Ende poliert wird,

daß dann ein Niederschlag von mehrfachdielektrischen Schichten ebenfalls auf jedem abgeschrägten Ende erfolgt, und

daß schließlich eine Auflösung des Werkstoffs hindurchgeführt wird, um auf diese Weise die einzelnen Exemplare zu erhalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Ansicht ein besonderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konzentrator/Verteilers;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer besonderen Ausfuhrungsform der Licht-Ausbreitungsglieder, die bei dem Konzentrator /Verteiler gemäß Fig. 1 verwendbar sind;

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Spalte von Licht-Ablenkglieder, die Teil der Verteiler-Untermatrix sind;

Fig. 4 eine Ansicht eines fünfeckigen Prismas;

Fig. 4a eine schematische Darstellung einer besonderen Ausführungsform eines Licht-Ablenkgliedes, das ein fünfeckiges Prisma gemäß Fig. 4 enthält;

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer anderen besonderen Ausführungsform des Konzentrator/Verteilers gemäß der Erfindung;

Fig. 6A eine schematische Darstellung einer besonderen Ausführungsform von Licht-Ausbreitungsgliedern, die Teil eines optischen matrixförmigen Konzentrator/Verteilers gemäß der Erfindung sind;

Fig. 6B eine schematische Ansicht von besonderen Extraktionsgliedern des Lichtes der Licht-Ausbreitungsglieder, die den m Sender/ Empfängern zugeordnet sind,die in Fig. 6A dargestellt sind;

Fig. 7A schematisch eine Ansicht einer Gesamtanordnung von unbeweglichen Faseroptiken bzw. Lichtleitfasern in einem Werkstoff zum Herstellen mehrerer Lichtleitfasern mit abgeschrägten Enden, die mit Wellenlängenfiltern versehen sind;

Fig. 7B schematisch eine Ansicht eines Teils der Gesamtanordnung, wenn diese geschnitten ist und

nachdem diese an den abgeschrägten Enden der Lichtleitfasern poliert und mit einem Niederschlag aus mehrfachdielektrischen Schichten an den Enden versehen ist.

Fig. 1 zeigt schematisch eine besondere Ausführungsform des optischen matrixförmigen Konzentrator/Verteilers gemäß der Erfindung. Der Konzentrator/Verteiler weist eine Matrix 1 mit m Zeilen und η Spalten aus versenkbaren Licht-Ablenkgliedern 2 auf, von denen in Fig. 1 lediglich einige dargestellt sind. Diese Ablenkglieder, sind daher an den m χ η Schnittstellen von m horizontalen Anordnungen oder Bereichen (in Fig. 1), die Zellen genannt werden,und von η vertikalen Abschnitten oder Bereichen (FIg-I)₇ die Spalten genannt werden, angeordnet. Diese Bereiche oder Reihen sind koplanar. Jedes Ablenkglied 2 ist vorgesehen, um das gesamte einfallende Lichtstrahlenbündel, im folgenden kurz Lichtbündel, aus einer Richtung parallel zu einer Zeile der Matrix 1 in eine senkrechte Richtung parallel zu einer Spalte der Matrix, und umgekehrt, abzulenken. Selbstverständlich kann auch ein Netz von Ablenkgliedern 2 gemäß beispielsweise horizontaler Zeilen und demgegenüber unter einem Winkel unter 9O° zu diesen Zeilen angeordneter Spalten vorgesehen sein; die Ablenkglieder 2 sind daher beispielsweise ebene, halbdurchlässige Spiegel, die gemäß der Winkelhalbierenden des jeweiligen

Winkels ausgerichtet sind.

Die Matrix 1 ist in zwei Untermatrizen aufgeteilt, eine Kpnzentrations-üntermatrix 3 mit m Zeilen und k Spalten und eine Verteiler-Untermatrix 4 mit m Zeilen und 1 Spalten. Die beiden Untermatrizen bilden jeweils die konzentrierenden bzw. verteilenden Teile des Konzentrator/Verteilers gemäß der Erfindung.

Die Größen k, 1, m und n, wobei η die Summe von k und 1 ist, sind ganzzahlig und mindestens gleich Eins. Im allgemeinen unterscheidet sich m von k, jedoch können sie auch gleich sein. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist m größer als k angedie Werte für m, k und 1 64 bzw. 16 bzw. 2.

Die m Zeilen der Matrix 1 sind optisch mit m Sender/Empfängerη 5 von codierter Information in Form von Lichtsignalen mit Hilfe von Licht-Ausbreitungsgliedern 6 verbunden, die ausführlich in Fig. 2 dargestellt sind. Jedes Licht-Ausbreitungsglied 6 kann im Fall des Sendens abgeben; bzw. im Fall des Empfangene aufnehmen ein Lichtbündel, das gemäß einerZeile der Matrix 1 gerichtet ist.

In gleicher Weise sind die k Spalten der Konzentrations-Untermatrix 3 optisch mit k anderen Licht-Ausbreitungsgliedern 6 oder optischen Schaltungen,

die den vorhergehenden identisch sind, verbunden sowie ihrerseits optisch mit einem Kommutationszentrum bzw. einer Schalteinrichtung 7 verbunden. Diese k Schaltungen entsprechen den k anderen Sender/ . Empfängern 5 von codierten informationen in Form von Lichtsignalen. Diese k anderen Sender/Empfänger sind optisch mit einem Autokommutator (nicht dargestellt) der Umschalteinrichtung 7 verbunden,durch die sie optisch über die Konzentrations-üntermatrix 3 oder den Konzentrator mit den vorhergehenden m Sender-Empfängern verbunden werden können* wie das weiter unten erläutert werden wird.

Schließlich sind die η Spalten der Verteiler-Untermatrix 4 bzw. des Verteilers optisch über eine Verteilersteuerung 8 mit 1 Sendern 9 von codierten Informationen in Form von Lichtsignalen mit Hilfe von den vorhergehenden identischen Licht-Ausbreitungsgliedern 6 verbunden. Diese 1 Sender 9 ermöglichen es mittels des Verteilers 4 Informationen zu den m Sender/Empfängern 5 zu senden, wie das weiter unten erläutert wird. Die Sender 9 sind beispielsweise Fernsehsender, die Programme gemäß den 1 Spalten des Verteilers 4 abgeben bzw. senden. In diesem Fall entsprechen diese Spalten daher den Fernsehkanälen der Fernsehprogramme. Die m Sender/Empfänger sind weiter beispielsweise Fernsprechstellen, die den Fernsehsendern zugeordnet sind.

Die Verteilersteuerung 8 führt die Beeinflussung der 1 Spalten des Verteilers 4 abhängig von den Forderungen,um auf diese Weise einen Verteiler 4 verringerter Größe zu erhalten.

Es ist eine Matrix 1 erreichbar, in der der Konzentrator 3 und der Verteiler 4 gemäß Fig. 1 permutiert sind: Der Verteiler 4 wird dann links des Konzentrators 3 gemäß Fig. 1 sein. Jedoch werden die die Informationen tragenden Signale, die zwischen den Sender/Empfängern 5 ausgetauscht werden, auf diese Weise beim Durchtritt durch den Verteiler 4 gestört, ob der letztere betrieben ist oder nicht.

In Fig. 2 ist schematisch das Licht-Ausbreitungsglied 6 dargestellt. Es weist beispielsweise jeweils eine optische oder Lichtleitfaser 10 (Faseroptik) und eine Verbindungsoptik 11 mit gegebener Brennweite auf, die zwischen der Faser 11 und einem Bereich (Zeile oder Spalte) der Matrix 1 (Fig. 1) angeordnet ist. Das Ende 12 der Faser 10 gegenüber dem Bereich ist nahe dem Brennpunkt 13 der Optik 11 angeordnet.

Auf diese Weise wird das von einem Sender/Empfänger abgegebene und von der Faser 10 übertragene Licht seinerseits durch die Optik 11 fokussiert, um an ihrem Ausgang ein paralleles Lichtbündel zu erreichen. Beispielsweise besitzt mit einer Brennweite von 16 mm für die Optik 11 und einer Lichtleitfaser 1O_rf

deren Kern einen Durchmesser von 60 .um besitzt, das erhaltene Bündel am Ausgang der Optik 11 einen Durchmesser von 6 mm über eine Länge, die 1, 90 m erreichen kann. Nach Reflexion . um 90° durch ein Ablenkglied 2 wird das parallele Bündel durch eine Optik 11 auf das Ende 12 einer Lichtleitfaser 10 (Faseroptik) fokussiert, um zu einem anderen Sender-Empfänger 5 zu gelangen.

In gleicher Weise wird das von einem Sender 9 abgegebene Licht von einer Lichtleitfaser 10 geführt, das durch eine Verbindungsoptik 11 fokussiert, um ein paralleles Lichtbündel zu erreichen, das gemäß einer Spalte des Verteilers 4 (Fig. 1) gerichtet ist.

Die Licht-Ablenkglieder 2 (Fig. 1) sind auf an sich bekannten und in Fig. 1 nicht dargestellten Kulissen oder Führungen montiert, die eine Verschiebung der Glieder 2 durch Translationsbewegung senrecht zur Ebene der Bereiche der Matrix 1 (Fig. 1) ermöglichen. In an sich bekannter Weise wird die Verschiebung der Kulissen oder Führungen und damit der Glieder 2 durch Handhabung einer Steuereinrichtung erhalten,die in Fig. 1 nicht dargestellt ist, und die Wählstifte und Arbeitsstifte parallel zu den Bereichen der Matrix 1 aufweist und die durch am Rand dieser Matrix 1 angeordnete Elektromagneten betätigt werden.

Im Ruhezustand sind die Glieder 2 zurückgezogen oder versenkt und schneiden nicht die Bereiche der Matrix 1. Die von den Sender/Empfängern 5 abgegebenen Lichtbündel breiten sich daher frei aus, und zwar gemäß den m Zeilen der Matrix 1 und den k Spalten des Konzentrators 3. In gleicher Weise breiten sich die von den Sendern 9 abgegebenen Lichtbündel frei gemäß den 1 Spalten des Verteilers 4 aus.

Die Licht-Ablenkglieder 2 sind beispielsweise halbdurchlässige Spiegel, die unter 45° zu den Bereichen der Matrix 1 geneigt sind. Durch Betätigen einer Kulisse oder Führung des Konzentrators 3 kommt der auf dieser Führung montierte Spiegel 2 in eine Lage, in der er die jeweiligen mit der Zeile und der Spalte des Konzentrators 3 zusammenfallenden Lichtbündel,an deren Schnittpunkt sich der Spiegel 2 befindet, schneidet und sie um 90° jeweils gemäß der Spalte bzw. der Zeile ablenkt, wodurch einer der m Sender/Empfänger 5 und einer der k anderen Sender/Empfänger 5 in Nachrichtenverbindung kommen. Durch Verschieben oder Bewegen eines Spiegels 2 entsprechend dem Schnittpunkt einer anderen Zeile und einer anderen Spalte können zwei andere Sender-Empfänger 5 miteinander in Nachrichtenverbindung gebracht werden.

Auf diese Weise ermöglicht der Konzentrator 3

eine optische Zweirichtungs- und eineindeutige Nachrichtenverbindung zwischen höchstens k Sender/Empfängern unter m und höchsten k anderen Sender/Empfängern 5.

Auf gleiche Weise kommt durch Handhabung einer Führung des Verteilers 4 der an dieser Führung befestigte Spiegel 2 zum Unterbrechen oder zum Schneiden des Lichtbündels, das mit der Spalte des Verteilers 4 zusammenfällt, auf der er sich befindet und lenkt es um 90° gemäß einer Zeile der Matrix 1 ab, wodurch es einem der m Sender/Empfänger 5 möglich ist, die Informationen von einem der 1 Sender 9 zu empfangen. Durch Verschieben der anderen Spiegel 2, die der Spalte entsprechen, können andere Sender/Empfänger von den m Sender/Empfängern 5 die Informationen des Senders 9 empfangen. Auf gleicher Weise können durch Verschieben der Spiegel 2,die den anderen Spalten des Verteilers 4 entsprechen, die m Sender/Empfänger 5 Informationen empfangen, die von den anderen Sendern stammen.

Auf diese Weise ermöglicht der Verteiler 4 das Erreichen einer optischen Einrichtungs-Nachrichtenverbindung von höchstens 1 Sendern 9 mit höchstens den m Sender/Empfängern 5.

Nachrichtenverbindungs-Steuereinrichtungen, die mit der Steuerung 7 verbunden sind, sind vorgesehen für den erfindungsgemäßen Konzentrator/Verteiler, nämlich

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Steuer glieder 14 der m Sender /Empfänger 5, Struer-·· glieder 15 der k optischen Schaltungen 6 entsprechend den k anderen Sender/Empfängern 5 und. Steuergliedern 16 der Verteilung der Informationen, die von den Sendern 9 abgegeben sind. Aufgrund der Halbdurchlässigkeit der Spiegel 2 kann die Steuerung oder Darstellung der Nachrichtenverbindungen optisch erfolgen. Die Steuerglieder 14 15 und 16 weisen jeweils m, k bzw. 1 Photodetektoren 17 auf, jeweils in Verlängerung der m Zeilen der Matrix 1 der k Spalten des Konzentrators 3 bzw. der 1 Spalten des Verteilers 4 (und in Gegenüberlage zu den entsprechenden Licht-Ausbreitungsgliedern 6, die jeweils den m Zeilen, den k Spalten und den 1 Spalten entsprechen). Jeder Photodetektor 17 kann einen übertragenen Teil des Lichtbündeis aufnehmen, in dessen Verlängerung er sich befindet.

Wenn beispielsweise die Spiegel 2 des Konzentrators 3 nicht die verschiedenen gemäß den Zeilen der Matrix 1 gerichteten Lichtbtindel schneiden, d. h. ohne Zweirichtungs-Nachrichtenverbindungen_/durchläuft ein an der Matrix 1 eintreffendes Bündel dieses ohne Ablenkung und wird am entsprechenden Photodetektor 17 ohne Schwächung empfangen, was anzeigt, daß "die Leitung (die Zelle) frei ist". Während einer Nachrichtenverbindung nimmt der Photodetektor 17 einen Bruchteil des einfallenden Lichtbündels auf_/ und, mittels einer Erfassung und einer entsprechenden

Verarbeitung können die Steuerglieder 14 der m Sender/Empfänger 5 die laufende Nachrichtenverbindung überwachen und steuern: Neue Anforderung des Dienstes, Ende der Nachrichtenverbindung,...

Die jeweils von den m Sender/Empfängern 5, den k anderen Sender/Empfänger 5 und den 1 Sendern 9 stammenden Lichtbündel können jeweils mehrere unterschiedliche Wellenlängen Λ -, A₂ ^und ^- 3 aufweisen. Darüber hinaus können die 1 Sender 9 jeweils Informationen auf unterschiedlichen Frequenzen £*, f«,..., f, senden.

Jedes Ablenkglied 2 wie ein halbdurchlässiger Spiegel des Konzentrators 3 ist daher vorzugsweise vorgesehen zum:

- Ablenken um 90 des Hauptteils eines einfallenden Lichtbündels mit Wellenlänge A. oder Λ _ (damit der Empfang gut ist, besitzt das einfallende Lichtbündel am entsprechenden Sender/Empfänger 5 eine erhebliche Intensität), wobei der Rest übertragen wird (zur Überwachung einer Zeile der Matrix 1 oder einer Spalte des Verteilers 3) oder absorbiert wird und

— Durchlässigbleiben ■. für ein einfallendes Lichtbündel der Wellenlänge λ, ₃ (damit der Empfang von Informationen des entsprechenden Senders 9 gut b leibt) . .

Darüber hinaus ist jedes Ablenkglied 2^Ie ein halbdurchlässiger Spiege^ des Verteilers 4 vorzugsweise so ausgebildet,

— daß er für ein einfallendes Lichtbündel der Wellenlänge Λ- durchlässig ist (damit das Steuern der Zeile des entsprechenden Sender/Empfängers so wenig wie möglich durch das Vorliegen der Spiegel 2 des Verteilers 4 gestört wird),und

- daß der größere Teil eines einfallenden Lichtbündels der Wellenlänge A_ übertragen wird (damit die Intensität dieses Lichtbündels nicht zu schwach beim Eintreffen an dem m-ten Spiegel 2 der Spalte ist, in der der Spiegel 2 auftritt), wobei der Rest unter 90° zu einem der entsprechenden m Sender/Empfänger reflektiert wird oder absorbiert wird.

Nach dem Vorstehenden werdeijWenn die Intensität eines Lichtbündels der Wellenlänge -^w das von einem der m Sender/Empfänger 5 abgegeben und gemäß einer Zeile der Matrix 1 auf einen halbdurchlässigen Spiegel 2

auffällt
des Konzentrators 3/mit I (A-)bezeichnet ist und mit oC der Reflexionskoeffizient dieses Spiegels 2 für die Wellenlänge /L₁ bezeichnet ist, wobei <<. nahe

ist, die reflektierte Intensität zu «ti (^₁) und

die hindurchgelassene Intensität zu (1-ΌΙ( ^₁) unter Vernachlässigung der Absorption des Spiegels 2.

Als Folge der Durchlässigkeit des Spiegels 2 des Verteilers 4 für ein Lichtbündel der Wellenlänge erreicht diese Intensität (1-<£)I(Λ,) den Photodetektor 17, der dieser Zeile entspricht.

In gleicher Weise ergeben sich, wenn die Intensität eines Lichtbündels mit Wellenlänge A- ^das von einem der k anderen Sender/Empfänger 5 abgegeben ist und gemäß einer Spalte des Konzentrators 3 auf den vorhergehenden Spiegel 2 trifft, mit I( Λ _) bezeichnet wird und der Reflexionskoeffizient des Spiegels 2 für die Wellenlänge i- mit ß bezeichnet wird, wobei ß nahe Eins ist, die reflektierte Intensität zu BI(A₂) und die übertragene Intensität zu (1-B)I(A₂) unter wieder Vernachlässigung der Absorption des Spiegels 2.

Mit 1=2 und durch Bezeichnen der Intensitäten der von den beiden Sendern 9 abgegebenen Lichtbündel, die die Informationen auf Frequenzen f.. und f_ setzen, mit I( /L₃,^) und I(L,f.) und durch schließlich Annehmen, daß alle Spiegel 2 der beiden Spalten des Verteilers 4 vom ersten bis zum i-ten jeweils die Zeile der Matrix 1, die ihnen entspricht, schneiden, ergibt sich die vom i-ten der m Sender/Empfänger ergebende Intensität aufgrund der Durchlässigkeit der Spiegel 2 des Konzentrators 3 für ein Strahlenbündel der Wellenlänge Λ.-₃ bei geringen Verlusten, wobei alle Spiegel den gleichen Reflexionskoeffizienten ~ besitzen: id-f)¹"¹ ι (·L₃^₁) + tr(l-r)¹ i(A₃,f₂)

Den Sendern 9, die jeweils die Informationen auf den Frequenzen f.. und f₂ abgeben bzw. senden, entsprechen zwei Photodetektoren 17, die im wesentlichen die Bruchteile (1-C)¹¹¹I(A₃Zf₁) und (1-"r)^ml ( A₃, f ₂) der Intensitäten ~L( Α^,ί,Λ und I(-^-,.fj) empfangen.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Spalte der m Licht-Ablenkglieder 2 (beispielsweise halbdürchlässige Spiegel), die Teil des Verteilers 4 (Fig. 1) sind. Mit einer Intensität I(A₃) des Lichtbündels der Wellenlänge '^2' ^^{as von} eier: Spalte entsprechenden Sender abgegeben ist und das auf den m Spiegel 2 fällt und mit den Reflexionskoeffizienten V* , V~,..., Έ dieser m Spiegel ergeben sich die Lichtintensitäten oder Lichtstärken I , I.,/. ..I , die von diesen

1 λ m

Spiegeln reflektiert werden und von den m Sender/Empfängern aufgenommen werden, wenn der Spiegel mit Rang i einen Koeffizienten f. von 1/i besitzt, der Koeffizient des ersten Spiegels mit Rang m, der das Lichtbündel der Intensität I( /L₃) empfängt zu 1/m, der des zweiten mit Rang m - 1 zu 1/m — 1,... und der des vorletzten mit Rang 2 zu 1/2. Im übrigen ist der letzte Spiegel nun so gewählt, daß er einen Reflexionskoeffizienten besitzt, der etwas kleiner als Eins ist, damit die optische Steuerung oder Darstellung durchgeführt werden kann.

Fig. 4 zeigt in Aufsicht ein fünfeckiges Prisma Zwei Flächen 19 und 19a dieses Prismas 18 bilden zwischen

sich einen Winkel von 45°. Zwei andere Flächen 20 und 20a sind senkrecht zueinander und sind symmetrisch an die vorerwähnten Flächen 19 und 19a angeschlossen gemäß Winkeln von 112,5°. Dieses Prisma 18 hat den Vorteil, daß es allen auf eine der Flächen 20 und 20a auftreffenden Lichtbündel 21 erlaubt nach Reflexion im Prisma 18 durch die andere und senkrecht zur Richtung des anfänglich einfallenden Bündels auszutreten. Auf diese Weise wird ein Ablenkglied mit 90° eines Lichtbündels erreicht. Daher können die in dem Konzentrator/Verteiler gemäß der Erfindung angeordneten Spiegel durch solche fünfeckigen Prismen ersetzt werden.

Ein fünfeckiges Prisma kann ein einfallendes Lichtbündel parallel zu einem Bereich der Matrix um 9O ablenken, selbst wenn dieses Prisma seine Flächen 20 und 20a genau senkrecht zu den Bereichen der Matrix besitzt, im Gegensatz zu einem Spiegel mit dem bekannten Nachteil der Verdopplung des Winkellage-fehlers, und bleibt trotzdem einfach und wirtschaftlich.

Jedoch ermöglicht das fünfeckige Prisma 18 nicht das Extrahieren oder Herausführen eines Teils des eintretenden Lichtbündels 21 zum Erreichen der optischen Steuerung der Nachrichtenverbindungen, wie sie weiter oben erwähnt ist. Zur Überwindung dieses Nachteils wird die Anordnung 22 verwendet, die schematisch in Aufsicht in Fig. 4a dargestellt ist.

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Diese Anordnung 22 weist das fünfeckige Filter 18. gemäß Fig. 4 sowie zwei weitere dreieckige Prismen 23 und 23a auf, die zueinander identisch sind. Jedes der letzteren weist zwei Flächen 31a und 31b bzw. 31c und. 31 d- auf, die orthogonal sind, wobei die dritte Fläche 25 bzw. 25a jeweils einen Winkel von 67,5° bzw. 22,5° mit den orthogonalen Flächen 31a und 31b bzw. 31c und 31d einschließt. Diese dritte Fläche 25 bzw. 25a besitzt im übrigen die gleichen Abmessungen wie die Fläche 19 und 19a des fünfeckigen Prismas 18. Die Anordnung 22 wird nun dadurch erhalten, daß jedes dreieckige Prisma 23 bzw. 23a derart, daß die dritte Fläche 25 und 25a die Fläche 19 bzw. 19a des fünfeckigen Prismas 18 überdeckt und daß die Fläche 31a bzw. 31c in Verlängerung einer Fläche 20 bzw. 20a des fünfeckigen Prismas 18 ist, angeordnet wird, um so Flächen und 24a der Anordnung 22 zu bilden.

Derartige Anordnungen 22, die mit einer zweifarbigen Zwischenschicht versehen ist, die auf den Flächen 19 und 19a des fünfeckigen Prismas 18 angeordnet ist und so gewählt ist, daß sie für ein einfallendes Lichtbündel der Wellenlänge /L₃ durchlässig 1st und daß sie den größeren Teil eines einfallenden Lichtbündels der Wellenlänge Λ- oder Λ.₂ reflektiert, kann daher die halbdurchiässigen Spiegel in der Konzentrationsünterraatrix 3 (Fig. 1) ersetzen. Alle Bündel 21a bzw. 21b, die auf eine der Flächen 20 oder 2Oa des Prismas auftreten und eine Wellenlänge Λ.. und /L_ besitzen,werden

nämlich zum größeren Teil um 90 abgelenkt, wobei ein kleinerer Teil 21c bzw. 21d des Bündels 21a bzw. 21b in Einfallsrichtung des letzteren durchgelassen wird, da die Flächen 24 und 31d (bzw. 24a und 31b) dieser Anordnungen 22 zueinander parallel sind.

dDer Matrixaufbau des erfindungsgemäßen Konzentrator/Verteilers hat den Vorteil, daß er. modular ist und daher gemäß irgendeiner der Seiten des Konzentrator/Verteilers erweitert werden kann. Insbesondere ist eine Erweiterung des Seite des Verteilers 4 (Fig. 1) möglich, um die Anzahl der gemäß den Spalten des Verteilers 4 verteilten Sendungen zu erhöhen. Diese Art der Erweiterung kann unter Berücksichtigung der Abmessungen der Matrix 1 und der Verbindungs-Schrittweite der Lichtleitfasern 10 des Eingangs und des Ausgangs (Fig. 2), der in der Größenordnung von 30 mm liegt, zu einer anderen besonderen Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Konzentrator/Verteilers führen, der schematisch im Schnitt in Fig. 5 dargestellt ist und bei der die Matrix zumindest einmal auf sich selbst gefaltet ist gemäß einer Achse AA, die parallel zu einem seiner Bereiche ist zur Bildung mindestens zweier anderer Matrizen und 26 mit Bereichen 27 und 28, die sich paarweise entsprechen und senkrecht zur Achse AA sind. Optische ' Umlenkglieder 29, wie dielektrische. Spiegel sind vorgesehen, um jedes LichtbUndel 30, das von einem Bereich 27 der Bereiche der einen Matrix 25 abgegeben ist, zum entsprechenden Bereich 28 der jeweils anderen benachbarten Matrix 26 zu richten.

In Fig. 6A ist schematisch eine besondere Ausführungsform der Licht-Ausbreitungsglieder 6 dargestellt, die den m Sender/EmpfängernS und den k anderen Sender/Empfängern 5 entsprechen. Fig. 6a zeigt, daß die Ausbreitungsglieder 6, die den m Sender/Empfängern 5 und den k anderen Sender/Empfängern 5 entsprechen, jeweils eine Lichtleitfaser 10a aufweisen, deren Bildung weiter unten näher erläutert wird und deren eines Ende 40 abgeschrägt ist und ein Wellenlängenfilter 41 aufweist. Dieses Filter 41 ist beispielsweise derart vorgesehen, daß es das Licht der Wellenlänge A- reflektiert und das Licht der Wellenlänge Ji ₂, die sich von der Wellenlänge Λ < unterscheidet, hindurch treten läßt.

Die Lichtleitfaser 10a, die Teil des Licht-Ausbreitungsglieds 6 entsprechend den m Sender/Empfängern

ist, besitzt ein anderes Ende 42, das ebenfalls abgeschrägt ist, wobei dieses Ausbreitungsglied 6, das den m Sender/Empfängern 5 entspricht, darüber hinaus jeweils eine weitere Lichtleitfaser 10b aufweist, deren eines Ende 43 mit einem anderen Wellenlängenfilter 44 verbunden ist und ebenfalls derart abgeschrägt ist, daß es mit dem anderen Ende 42 der ersteren Lichtleitfaser 10a verbunden werden kann. Das andere Filter 44 ist daher an der Schnittfläche der beiden Lichtleitfasern 10a und 10b angeordnet. Dieses andere Filter 44 ist so vorgesehen, daß es die Lichtbündel der Wellenlängen Λ .. und A ₂ hindurchläßt

und daß es das Licht der Wellenlänge Λ ., reflektiert.

Die verschiedenen Enden 40, 42 und 43 sind beispielsweise unter 45° abgeschrägt. Die m Sender/Empfänger weisen jeweils Sendeglieder 5a für Lichtsignale der Wellenlänge A₁ auf, die beispielsweise durch Laserdiodan gebildet sind, Empfangsglieder 5b von Lichtsignalen der Wellenlänge A₂, die beispielsweise mit Hilfe einer Avalanche-Photodiode gebildet sind, sowie weitere Empfangsglieder 5c der Lichtsignale mit Wellenlänge A₃ ^aua±e ebenfalls beispielsweise mit Hilfe einer Avalanche-Photodiode gebildet sind.

Die Sendeglieder 5a sind nahe dem Ende 40 der Lichtleitfaser 10a. senkrecht zu letzterer derart angeordnet, daß eine transversale Injektion von Licht in die Lichtleitfaser 10a erfolgt, d. h. derart, daß das von den Sendegliedern 5a abgegebene Licht auf das Filter 41 auftrifft und an den Filter 41 in das Innere der Lichtleitfaser 10a reflektiert wird.. Im übrigen sind die Sendeglieder 5a mit einem Abstand d von der Lichtleitfaser 10a angeordnet, der durch den Fachmann abhängig vom Sendewinkel (Emissionswinkel) der Laserdiode und der Geometrie der Lichtleitfaser 10a bestimmbar ist, die einen Zylinderlinseneffekt einführt. Dieser Effekt ermöglicht es_/teilweise "Aberrationen" des Sendediagramms der Laserdiode zu korrigieren.

Die Empfangsglieder 5b sind nahe dem abgeschrägten

so
Ende 40/angeordnet, daß das Licht der Wellenlänge A₂ aufgenommen wird, das von der Faser 10a über das Filter 41 austritt. Diese Empfangsglieder 5b sind gemäß einer Achse X angeordnet, die durch den Fachmann bestimmbar ist und etwas gegenüber der Achse Y der Lichtleitfaser 10a versetzt ist, zum Berücksichtigen des prismatischen Effekts des abgeschrägten Endes 40.

Die anderen Empfangsglieder 5c sind nahe dem Ende 43 der anderen Lichtleitfaser 10b derart angeordnet, daß das Licht der Wellenlänge Λ,_ aufgenommen wird, das transversal von der anderen Lichtleitfaser 1Ob aufgrund des anderen Filters 44 austritt. Die Anordnung der anderen Empfangsglieder 5c gegenüber der anderen Faser 10b ist identisch derjenigen der Sendeglieder 5a gegenüber der Lichtleitfaser 10a.

Die k anderen Sender/Empfänger 5 weisen jeweils Sendeglieder 5d von Lichtsignalen mit Wellenlänge Λ-₂, die beispielsweise mit Hilfe einer Laserdiode gebildet sind, und Empfangsglieder 5e von Lichtsignalen der Wellenlänge Λ,.. auf ₍ die beispielsweise mit Hilfe einer Avalanche-Photodiode gebildet sind und die jeweils bezüglich der entsprechenden Lichtleitfaser 10a in einer Weise angeordnet sind, die identisch der ist, in der die Empfangsglieder 5b

der Lichtsignale der Wellenlänge A- bzw. die Sendeglieder 5a der Signale der Wellenlänge A- gegenüber der entsprechenden Lichtleitfaser 10a angeordnet sind.

Zwischen den anderen Lichtleitfasern 10b und den Zeilen der Matrizen des Konzentrator/Verteilers (der in Fig. 6A dargestellt ist) und zwischen den Lichtleitfasern 10a, die den k anderen Sender/Empfängern entsprechen _/ und den entsprechenden Spalten der Matrix können Verbindungsoptiken 11 angeordnet werden.

Das Licht mit Wellenlänge A..., das von den Sendegliedern 5a eines Sender/Empfängers 5 angegeben ist, wird durch das Filter 41 in die Lichtleitfaser 10a iireflektiert, breitet sich in dieser aus, durchguert das andere Filter 44, breitet sich in der änderen Lichtleitfaser 10b aus, wird dann durch die Ö|>tik 11 derart fokussiert, daß sich ein paralleles L|chtbündel ergibt. Nach Reflexion an einem Spiegel 2 wird das Bündel durch eine Optik 11, fokussiert; die el in eine Lichtleitfaser 10a injiziert derart, daß es nach Reflexion an einem Filter 41 zu den Empfangsglieder 5e des Lichtes mit Wellenlänge A.. eines anderen Sender/Empfängers 5 gelangt. In gleicher Weise auf umgekehrte Wege kann das Licht mit Wellenlänge Λ ₂, das von den Sendegliedern 5d dieses anderen Sender/Empfängers 5 angegeben ist, die Empfangsglieder 5a erreichen. Schließlich kann das Licht der Wellenlänge Λ ₃, das von einem in Fig. 6A

nicht dargestellten Sender abgegeben wird und nach Durchsetzen des Spiegels 2 an der Optik 11 ankommt, die der anderen Lichtleitfaser 10b zugeordnet ist, in letztere durch die Optik 11 injiziert werden und erreicht das andere Filter 44,an dem es zum Austritt aus der anderen Lichtleitfaser 10b reflektiert wird und an den anderen Empfangsgliedern 5c des Sender/Empfängers 5 ankommt.

In Fig. 6B sind schematisch bestimmte Extraktionsglieder für Licht der Licht-Ausbreitungsglieder 6 dargestellt, die den m Sender/Empfängem 5 zugeordnet sind und die in Fig.6A dargestellt sind. Die bestimmten Glieder weisen eine endseitige Lichtleitfaser 10c auf, deren eines Ende 46 unter beispielsweise 45. abgeschrägt ist und mit einer reflektierenden Schicht 47 versehen ist und deren anderes Ende 48 ebenfalls derart abgeschrägt ist/ daß es mit dem Ende 40 der Lichtleitfaser TOa verbunden werden kann. Die Licht-Empfangsglieder 5b mit Wellenlänge A-₂ sind nun nahe der reflektierenden Schicht 47 derart, daß das Licht der Wellenlänge λ- aufgenommen wird, das durch sie reflektiert ISt₇ und ist gegenüber der endseitigen Lichtleitfaser derart angeordnet wie es die Sendeglieder 5a gegenüber der Lichtleitfaser 10a sind, wie das weiter oben erläutert worden ist. Auf diese Weise wird der Kopplungswirkungsgrad der Empfangsglieder 5b mit der Lichtleitfaser 10a verbessert. Selbstverständlich können die bestimmten Glieder, die erläutert worden sind, in gleicher Weise bei den k anderen Sender/Empfängern !3 verwendet werden, wobei die Empfangsglieder 5b durch Sendeglieder 5d für Licht der Wellenlänge Λ ₂ ersetzt sind.

Andere Ausführungsbeispiele, die sich von denen gemäß Fig. 6A unterscheiden, sind für die Lichtausbreitungsglieder möglich, insbesondere durch Permutieren der Sendeglieder 5a und der Empfangsglieder 5b und 5c (oder der Sendeglieder 5d und Bmpfangsglieder 5e) und durch das Verwenden von Filtern 41 und 44 angepaßter Wellenlänge bezüglich ihrer Reflexions- und Transmissionseigenschaften an die gewählten Permutationen. Im übrigen können Licht-Ausbreitungsglieder, die abgeschrägte Lichtleitfasern verwenden, und mit Wellenlängenfiltern versehen sind, und von denen ein Beispiel angegeben ist, selbstverständlich überall dort in dem Konzentrator/Verteiler verwendet werden, wo dies gerchtfertigt ist.

Die Filter 41 und 44 sind beispielsweise Interferenzfilter, die durch Niederschlag von mehrfach dielektrischen Schichten erhalten sind. Zur Bildung der Lichtleitfasern 10a und 10b mit abgeschrägten Enden, die mit diesen mehrfachdielektrischen Schichten versehen sind, kann in folgender Weise vorgegangen werden:

Es wird von einer Anordnung 49 (Fig. 7A) von Lichtleitfasern 50 ausgegangen, wobei die Anordnung durch Festlegen der Lichtleitfasern 50 parallel zu- . einander in einem Werkstoff erhalten wird, wie ein aushärtendes Kunstharz oder ein glasartiges Wachs 51. Die Anordnung 50 wird nun in zwei Teilen 49a und 49b

längs einer Ebene Ti geschnitten, deren Schnittlinie in Fig. 7A dargestellt ist derart, daß ein abgeschrägtes Ende 52 (Fig. 7B) an jeder Lichtleitfaser erhalten wird. Diese abgeschrägten Enden 52 werden nun in an sich bekannter Weise poliert und anschließend mit mehrfachdielektrischen Schichten 53 versehen, die zum Bilden der Wellenlängenfilter vorgesehen sind, wie das ebenfalls auf dem Gebiet der Spiegeloptik an sich bekannt ist (beispielsweise durch Vakuumverdampfung) . Das glasartige Wachs 51 wird anschließend in einem Lösungsmittel wie beispielsweise Benzol aufgelöst, um die Lichtleitfasern 50 mit abge- . schrägten Enden 52 und mit Wellenlängenfiltern 53 versehen zu erhalten.

Der erfindungsgemäße Konzentrator/Verteiler hat zahlreiche Vorteile: Er erfordert lediglich wenige Komponenten, wobei die Funktionsweise auf den Gesetzen der klassischen geometrischen Optik beruht., Aufgrund der Ablenkglieder wie den halbdurchlässigen Spiegeln, wird es möglich, optisch die Lichtsignale, die aus ihm austreten, darzustellen bzw. zu steuern.

Diese Spiegel, die durch von zwei anderen Prismen begleitete: fünfeckige Prismen ersetzt werden können, erlauben das Ablenken von Signalen, die ein sehr großes Frequenzband einnehmen. Desweiteren genügt es um zwei Sender/Empfänger in Nachrichtenver-

bindung zu bringen, einen einzigen halbdurchlässigen Spiegel in den Strahlenverlauf der Lichtbündel zu bringen,die diesen Sender/Empfängern entsprechen, was lediglich das Einführen eines einzigen Schwächungselementes benötigt und daher nur geringe Lichtenergieverluste zur Folge hat. Darüber hinaus schwächt dieser Konzentrator/Verteiler die von ihm verarbeiteten Signale nur wenig, da die Lichtbündel, die die Signale tragen, durch die Verbindungsoptiken an ihren Eintritt in den Konzentrator/Verteiler parallel gehalten werden und dies bleiben bis zu ihrer Fokussierung durch andere Verbindungsoptiken zum Injizieren in die Ausgangs-Lichtleitfasern.

Schließlich ermöglicht der Aufbau des Konzentrator/Verteilers die Verwendung der gleichen Steueranordnung für den Konzentrator und dem Verteiler und ermöglicht weiter eine starke Verringerung von - KiichtewsiKgie-verlusten durch unterdrücken jeglicher optischer Verbindung, die zwischen einem Konzentrator und einem Verteiler angeordnet werden müßte, die getrennt wäre, nämlich Verbindungen, die eine Fokussierung in eine verbindende Lichtleitfaser und das Erhalten eines neuen parallelen Bündels benötigen.

Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsformen möglich.

Claims (14)

1. Ansprüche

   '1V " Optischer Konzentrator-Verteiler mit Matrixaufbau, dadurch gekennzeichnet,

   daß eine Matrix (1) mit m Zeilen und η Spalten aus versenkbaren Lichtablenk-Gliedern (2) vorgesehen ist, mit

   einer Konzentrations-Untermatrix (3) mit m Zeilen und k Spalten der Glieder (2) zum Erreichen einer optischen Zweirichtungs- und eineindeutigen Verbindungen zwischen höchstens k Sender/Empfängern (5) von Lichtsignalen unter m und von höchstens k anderen Sender/Empfängern (5) von Lichtsignalen und

   einer Verteiler-Untermatrix (4) mit m Zeilen und 1 Spalten der Glieder (2), wobei η die Summe aus k und 1 ist zum Erreichen einer optischen Einrichtungs-Verbindung von höchstens 1 Sendern (9) von Lichtsignalen zu höchstens den m Sender/Empfängern (5), sowie

   Steuerglieder (14, 15, 16) dieser Verbindungen,

   daß jedes Ablenkglied (2) der Verteiler-Untermatrix (4) so ausgebildet ist, daß es mindestens einen Teil jedes einfallenden von einem der 1 Sender (9) stammenden Lichtbündels überträgt,

   41O-B 7123/724O)-MeF

   daß jedes Ablenkglied (2) der Konzentrations-Untermatrix (3) so ausgebildet ist,daß es mindestens einen Teil des gesamten einfallenden von einem der 1-Sender (9) stammenden Lichtbündels überträgt , und

   daß die m Sender/Empfänger (5), die k anderen Sender-. Empfänger (5) und die 1 Sender (9) jeweils optisch mit den m Zeilen der Matrix (1), den k Spalten der

   Konzentrations-Untermatrix (3) bzw. den 1 Spalten der Verteiler-Untermatrix (4), jeweils über m bzw. k bzw. 1 Lichtausbreitungsglieder (6) zum übertragen der Verbindungen bzw. Nachrichten verbunden sind.
2. 2. Konzentrator-Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ablenkglied (2) der Verteiler-Untermatrix (4) so ausgebildet ist, daß es mindestens einen Teil eines einfallenden von dem der Zeile dieses Glieds (2) entsprechenden Sender/Empfänger (5) stammenden Lichtbündels überträgt und daß jedes Ablenkglied (2) der Konzentrations-Untermatrix (3) so ausgebildet ist, daß sie mindestens einen Teil des einfallenden von dem der Zeile dieses Gliedes (2) entsprechenden Sender/Empfänger (5) stammenden Lichtbündels und eines einfallenden von diesem anderen der Spalte des Glieds (2) entsprechenden Sender/Empfänger (5) stammenden Lichtbündels überträgt.

   32Ü5029
3. 3. Konzentrator/Verteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer glieder (14, 15, 16) der Nachrichten so vorgesehen sind, daß sie einen Teil der von den m-Sender/Empfängern (5), der k anderen Sender/Empfänger (5) und der 1 Sender (9j übertragenen Lichtbündel aufnehmen zum Erreichen einer optischen Führung (Verbindung) der Nachrichten.
4. 4. Konzentrator/Verteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitungsglieder (6) des Lichtes jeweils eine optische oder Lichtleitfaser (10) und eine Verbindungsoptik (11) zwischen der Faser (10) und einem Bereich der Matrix (1) aufweisen.
5. 5. Konzentrator/Verteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Licht-Ablenkglieder (2) halbdurchlässige Spiegel sind.
6. 6. Konzentrator/Verteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Licht-Ablenkglieder (2) ein fünfeckiges Prisma (18) und zwei andere dreieckige Prismen (23, 2.3a) aufweisen, die jeweils zwei benachbarte orthogonale Flächen (20, 20a, 31a, 31b, 31c, 31d) aufweisen, die derart angeordnet sind, daß eine Ablenkung unter rechtem Winkel eines

   einfallenden Lichtbündels (21a bzw. 21b) möglich ist und daß mindestens ein Teil (21c bzw. 21d) dieses Bündels (21a, 21b) in der Einfallrichtung des letzteren übertragbar ist.
7. 7. Konzentrator/Verteiler nach einem der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbündel, die von den m Sendern (5), den k anderen Sender/Empfängern (5) bzw. den 1 Sendern (9) kommen _f jeweils unterschiedliche Wellenlängen von Λ .., A₂ bzw. Λ ₃ besitzen.
8. 8. Konzentrator/Verteiler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkglieder (2) der Konzentrations-Untermatrix (3) vorgesehen sind zum Reflektieren des größeren Teils der einfallenden Lichtbündel mit einer Wellenlänge von A., oder A₂ wobei der Rest übertragen oder absorbiert wird, wobei sie bezüglich solcher mit Wellenlänge /\_ durchlässig SiHd₇ und daß die Ablenkglieder (2) der Verteiler-Untermatrix (4) vorgesehen sind zum übertragen des größeren Teils der Lichtbündel der Wellenlänge ^·,, wobei der Rest reflektiert oder absorbiert wird und wobei sie gegenüber demjenigen mit Wellenlänge A₁ durchlässig sind.
9. 9. Konzentrator/Verteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (1) zumindest einmal auf sich selbst gemäß einer Achse (AA) parallel zu einer seiner Bereiche gefaltet ist zur Bildung mindestens zweier weiterer Matrizen (25, 26) mit Bereichen (27, 28), die sich paarweise entsprechen und senkrecht zur Achse (AA) sind,und daß optische Umlenkglieder (29) vorgesehen sind, um alle Lichtbündel (30), die von einem der Bereiche der einen (25) dieser anderen Matrizen abgegeben sind,zum entsprechenden Bereich (28) einer anderen benachbarten Matrix (26) zu richten.
10. 1O. Konzentrator/Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitungsglieder (6) des Lichtes, die den» Sender/Empfängern(5) und den k anderen Sender/Empfängern(5) entsprechen,jeweils mindestens eine optische oder Lichtleitfaser (10a) enthalten, deren mindestens· eines Ende abgeschrägt ist und ein Filter (41) für Wellenlängen aufweist, derart, daß mindestens ein einfallendes Lichtbündel reflektierbar ist und daß mindestens ein anderes dieser Lichtbündel hindurchtreten kann, das davon verschiedene Wellenlängen aufweist.
11. 11. Konzentrator/Verteiler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (10a) jedes

    ■" 6 —

    Licht-Ausbreitungsglieds (6) m Sender/Empfängern (5) an einem anderen ebenfalls abgeschrägten Ende (42) entspricht, daß die Lichtausbreitglieder (6), die den m Sender/Empfängern (5) entsprechen, weiter jeweils eine andere Lichtleitfaser (1Ob) aufweisen, deren eines Ende (43) abgeschrägt und mit dem anderen Ende (42) der Lichtleitfaser (10a) verbunden ist, daß ein weiteres Filter (44) für Wellenlängen an der Schnittstelle (45) dieser beiden Lichtleitfasern (10a, 10b) angeordnet ist und daß das andere Filter (44) so ausgebildet ist, daß es das Lichtbündel sowie ein weiteres Lichtbündel hindurchtreten läßt und daß es ein drittes reflektiert, wobei die drei Lichtbündel paarweise unterschiedliche Wellenlängen besitzen.
12. 12. Konzentratör/Verteiler nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das abgeschrägte Ende (40) der Lichtleitfaser (10a) mit einem abgeschrägten Ende (48) einer endseitigen Lichtleitfaser (10c) verbunden ist, deren anderes Ende (46) abgeschrägt ist und zum Injizieren von Licht in die Lichtleitfaser (10a) vorgesehen ist sowie zum Extrahieren von Licht aus dieser.
13. 13. Konzentrator/Verteiler nach einem der Ansprüche bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (41)

    sowie das weitere Filter (44) Spiegel mit Wehrfachdielektrischen Schichten sind.
14. 14. Konzentrator/Verteiler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern (1Oa) und die weitere Lichtleitfaser (1Ob), deren mindestens eines Ende (40 bzw. 43) abgeschrägt ist, mit einem der Filter (41 bzw. 44) an dem Ende versehen sind und in Mehrfachanordnung vorgesehen sind mittels:

    einer unbeweglichen Anordnung von Lichtleitfasern (50) parallel zueinander in einem Werkstoff (51) derart, daß eine Anordnung (49) von Fasern erhalten ist mit sich ergebender Unbeweglichkeit,

    einem Schneiden der Anordnung (49) zum Bilden eines abgeschrägten Endes (52) an jeder Faser (50),

    einem Polieren jedes abgeschrägten Endes (52),

    einem Niederschlag von mehrfachdielektrischen Schichten (53) in gleicher Weise auf jedem abgeschrägten Ende (52) und schließlich

    einem Auflösen des Werkstoffs (51), um so die einzelnen Exemplare zu erhalten.