DE2608512A1

DE2608512A1 - Koppelfeld zur optischen nachrichtenvermittlung

Info

Publication number: DE2608512A1
Application number: DE19762608512
Authority: DE
Inventors: Peter Dennis Steensma
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1975-03-04
Filing date: 1976-03-02
Publication date: 1976-11-04
Also published as: FR2303433B1; US3985975A; NL7602233A; ES445752A1; FR2303433A1; JPS5716549B2; CH607737A5; JPS51135308A

Description

Patentanwalt 2BUBb

Dipl.-Phys. Leo Thul

Stuttgart

P.D.Steensma - 2x

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Koppelfeld zur optischen Nachrichtenvermittlung

Die Erfindung betrifft ein Koppelfeld zur optischen Nachrichtenvermittlungj wobei die Nachrichteninformation eines Teilnehmers einem Lichtstrahl aufmoduliert ist, und dieser Lichtstrahl dadurch zu einem optischen Empfänger des anderen Teilnehmers gelenkt wird, daß er eine Hologrammplatte passiert, die verschiedene Richtungen speichert.

Ein solches Koppelfeld ist aus der DT-OS 2 206 098 bekannt. Dort ist auch unter Pig.l das physikalische Prinzip der holographischen Vermittlung beschrieben.

Zum Aufbau einer Verbindung muß eine Kombination von moduliertem Lichtstrahl und Hologrammstruktur gefunden werden, die es erlaubt, z.B. aufgrund von Wählimpulsen den Lichtstrahl gerade so abzulenken, daß er den optischen Empfänger des gewünschten Teilnehmers trifft. Dies wird in der DT-OS 2 206 098 (Fig.5-8) u.a. dadurch erreicht,

26.2.1976
Fk/Mr

609845/0909 "'"

ORIGINAL INSPECTED

P.D.Steensma - 2x

26Ü8512

daß zunächst eine Hologrammaufnahme für die gewünschte Richtung erfolgen muß, wozu spezielle optische Mittel vorgesehen sind (z.B. eine Schaltmaske). Nach Beendigung der Verbindung ist es erforderlich, eine neue Hologrammaufnahme zu machen bzw. das benutzte Hologramm zu löschen. Diese Methode ist sehr aufwendig; es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vereinfachung in der Steuerung der optischen Verbindungswege zu erreichen. Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß zwischen lichtemittierende Dioden und Empfängerdioden ein Polarisator, eine Steuerung und eine Hologrammplatte geschaltet sind, daß die Steuerung aus einer Matrix von optischen Röhren besteht, die mit einer optisch aktiven Flüssigkeit gefüllt sind, die entsprechend den Wahlimpulsen über Elektroden aktiviert wird, daß eine aktivierte optische Röhre eine Phasenverschiebung des sie durchlaufenden Lichtstrahls und damit ein bestimmtes Phasenmodulationsmuster sämtlicher die Steuerung durchlaufender Lichtstrahlen verursacht, und daß die möglichen auftretenden Phasenmodulationsmuster aufgrund gespeicherter Bilder in der Hologrammplatte dasjenige Hologrammbild rekonstruieren, das den modulierten Lichtstrahl zu der gewünschten Empfängerdiode passieren läßt.

Damit sind folgende Vorteile gegeben: die Hologramme werden nur einmal aufgenommen, eine Änderung des Hologramminhalts (=Ablenkrichtung) ziwschen den Verbindungen ist nicht erforderlich. Die optischen Mittel für diesen Zweck sind ganz weggefallen; Spiegel, Linsen, Prismen sind nicht mehr erforderlich.

Die Erfindung wird nun anhand von Figuren beschrieben. Es zeigen:

609845/0909 -/-

26U8512

P.D.Steensma - 2χ

Pig.l: eine Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Anlage,

Fig.2: eine Darstellung der elektro-optischen Steuerung,

Fig.3: eine Darstellung des Verlaufs eines Lichtstrahls durch die Anlage.

Fig.l zeigt eine Gesamtschaltung der erfindungsgemäßen Anlage. Mehrere ankommende Telefonleitungen 6 sind in eine Informationsleitung 16 und eine Steuerleitung 17 für die Wählimpulse aufgeteilt. Eine Matrix 5 von Dioden 3 zur
elektro-optischen Wandlung ist mit den Informationsleitungen l6 verbunden. Eine Matrix 1,deren Anschlüsse mit den Dioden 3 über Fiberglasleitungen verbunden sind,
schließt sich an. Diese Matrix 1 kann wesentlich kleiner sein als die Matrix 5, da sehr dünne optische Fiberleitungen ¹J verwendet werden können.

Jede der Dioden 3 sendet dauernd einen Lichtstrahl (oder ein anderes optisches Signal) aus, wodurch eine größere
Anzahl Lichtstrahlen erzeugt werden. Eine Nachrichteninformation von der Informationsleitung 16, die mit ihrer zugeordneten Diode 3 verbunden ist, moduliert den Lichtstrahl dieser Diode 3, woraus eine Intensitätsmodulation der größeren Anzahl von Lichtstrahlen aller' Dioden 3 erzeugt wird.

Die Steuerleitung 17, die die zur Information auf der
Informationsleitung 16 gehörenden Wählimpulse trägt, ist über eine Verteilerschaltung 15 und Leitungen 14 mit einer elektro-optischen Steuerung 7 verbunden. Die Steuerung 7

609845/0909

P.D.Steensma - 2x

enthält eine Anzahl von matrixartig angeordneten optischen Röhren 8, so daß jeder aus einer Fiberleitung 4 austretende Lichtstrahl alle optischen Röhren 8 beleuchtet. Jede optische Röhre 8 hat einen Elektrodenanschluß 11 zur Steuerung der optischen Übertragungseigenschaften in Abhängigkeit von der Anwesenheit eines Steuersignals an den Elektrodenanschlüssen 11, und damit in Abhängigkeit von den Wählimpulsen. Die Steuerung 7 besteht aus mehreren Untergruppen 7a, von denen jede eine Matrix aus optischen Röhren 8 beinhaltet. Die Untergruppen 7a (vgl. Fig.2) können so angeordnet sein, daß jede Untergruppe auf einen Wählimpuls innerhalb der gesamten Wählinformation anspricht, ähnlich einer Stufenanordnung eines Koppelfeldes mit elektromechanischen Koppelelementen.

Die optischen Röhren 8 enthalten eine optisch-aktive Flüssigkeit wie z.B. Nitrobenzene, die entweder für eben polarisiertes Licht durchlässig sind (keine Aktivierung durch Wählimpuls) oder die Phase des passierenden Lichtstrahls um l80° ändern. Solche optischen Röhren sind im US-Patent 3 531 l8l beschrieben. Die Aufgabe der Steuerung

7 besteht also darin, der Anzahl von Lichtstrahlen von den Dioden 3 ein bestimmtes Muster der Phasenmodulation aufzuprägen (senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen), wobei jedes Muster der Phasenmodulation genau eine abgehende Telefonleitung eindeutig identifiziert.

Jedesmal, wenn ein Lichtstrahl eine optische Röhre 8 passiert, die durch einen Wählimpuls aktiviert ist, wird dieser Strahl um 18O° phasenverschoben. In den sechs Untergruppen 7a wird damit dann eine Rotation des Lichtstrahlrektors um 18O durchgeführt, wenn nur eine der Röhren 8 aktiviert ist. Bei mehreren aktivierten Röhren

8 addieren sich die Phasenverschiebungen bzw. Rotationen;

609845/0909

26Ü8512

P.D.Steensma - 2x

bei sechs aktivierten Röhren 8 beispielsweise beläuft sich die Phasenverschiebung auf 6 χ l80° = 0°. Daraus folgt, daß jeder Lichtstrahl, der die Steuerung 7 verläßt, entweder überhaupt nicht oder um l8o in seiner Phase verschoben ist. Daraus resultiert ein räumliches Phasenmodulationsmuster der die Steuerung verlassenden Wellenfront von mehreren Lichtstrahlen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Dieses Phasenmodulationsmuster ist charakteristisch für jede Wählinformation. Die Lichtstrahlen beleuchten dann eine holographische Platte 18. Wenn ein bestimmtes Phasenmodulationsmuster auftritt, wird ein Hologramm 19 aktiviert, das gerade auf dieses Muster anspricht; der von diesem Hologramm ausgehende Lichtstrahl fällt auf eine zugeordnete Empfangsdiode 3a, die in einer Matrix entsprechend der Diode 3 angeordnet ist. Diese Diode 3a wird dann mit ihrer zugehörigen Ausgangstelefonleitung 21 verbunden. Eine Ausgangsmatrix la mit Fiberglasleitungen ist so angeordnet, daß das vom Hologramm rekonstruierte Bild genau auf die Prontfläche 2a der zugehörigen Piberleitung 4a trifft.

Die Hologrammplatte 18 besteht aus Hologrammen, die mittels eines Referenzstrahls aufgenommen wurden. Ein Verfahren zur Hologrammaufnahme ist z.B. aus dem US-Patent 3 6l2 641 bekannt. Darin ist erläutert, daß jedes der Bilder der Hologrammplatte über die gesamte Hologrammplatte verteilt ist und daß ein bestimmtes Bild rekonstruiert wird, wenn ein bestimmter Referenzstrahl auftritt, wobei dann nur dieses eine Bild entsprechend der Beleuchtung der Hologrammplatte mit dem Phasenmodulationsmuster am Ausgang der Steuerung 7 rekonstruiert wird; alle anderen gespeicherten Bilder treten nicht auf.

6098 4 5/0909

P.D.Steensma - 2x

Damit ist eine eindeutige Zuordnung einer Eingangstelefonleitung zu einer gewünschten Ausgangstelefonleitung möglich. Zwischen der Matrix 1 und der Steuerung 7 ist ein Polaristor angeordnet, der eine Referenzrichtung (Polarisation) der in die Steuerung 7 eintretenden Lichtstrahlen festgelegt.

Fig.3 zeigt den optischen Weg eines Lichtstrahls durch die Vermittlungsanordnung. Ein ankommendes Telefonsignal 26 moduliert den Lichtstrahl der ihm zugeordneten Diode 3; die von den Dioden 3 ausgehenden Lichtstrahlen (Pfeil 23) beleuchten die Frontfläche der Matrix 1 von wo sie in Richtung des Pfeils 25 austreten. Die Steuerung prägt den Lichtstrahlen entsprechend der Wählimformation ein bestimmtes Phasenmodulationsmuster auf. Die die Steuerung 7 verlassenden Lichtstrahlen beleuchten dann die HoIogrammplatte 18 und wählen ein bestimmtes Hologramm 19 aus, so daß der modulierte Lichtstrahl dieses Hologramm passieren kann und genau auf die Frontfläche 2a der Fiberleitung 4a des gewünschten Anschlusses trifft. Über die Fiberleitung 4a gelangt der modulierte Lichtstrahl zur Diode 3a, wo er in ein elektrisches Signal 24 umgeformt wird, das auf der Ausgangsleitung 21 abgegeben wird.

Die erfindungsgemäße Anlage kann auch für Telegrafiezwecke mittels Pulscodemodulation einer Diode dienen.

Von besonderem Vorteil ist die mögliche Miniaturisierung, da die holographische Speicherung die z.Zt. höchste Speicherdichte aufweist.

609845/0909 ~'~

Claims

P.D.Steensma - 2x Patentansprüche

1. Koppelfeld zur optischen Nachrichtenvermittlung, wobei die Nachrichteninformation einer ankommenden Leitung einem Lichtstrahl aufmoduliert ist, und dieser Lichtstrahl dadurch zu einem optischen Empfänger einer abgehenden Leitung gelenkt wird, daß er eine Hologrammplatte passiert, die verschiedene Richtungen speichert, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen lichtemittierende Dioden (3) und Empfängerdioden (3a) ein Polaristor (9),eine Steuerung (7) und eine Hologrammplatte (18) geschaltet sind, daß die Steuerung (7) aus einer Matrix von optischen Röhren (8) besteht, die mit einer optisch aktiven Flüssigkeit gefüllt sind, die entsprechend den Wählimpulsen über Elektroden (11) aktiviert wird, daß eine aktivierte optische Röhre (8) eine Phasenverschiebung des sie durchlaufenden Lichtstrahls und damit ein bestimmtes Phasenmodulationsmuster sämtlicher die Steuerung durchlaufender Lichtrahlen verursacht, und daß die möglichen auftretenden Phasenmodulationsmuster aufgrund gespeicherter Bilder in der Hologrammplatte (18) dasjenige Hologrammbild rekonstruieren, das den modulierten Lichtstrahl zu der gewünschten Empfängerdiode (3a) passieren läßt.

2. Koppelfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (7) aus mehreren Untergruppen (7a) von optischen Röhren (8) besteht, die jeweils matrixförmig angeordnet sind.

609845/0909