专利名称：光纤管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤管理系统，更确切地说，涉及用于插入光纤通信网节点(node)中的光纤分束器阵列子部件。
在英国，通信网包括有干线网和当地支路接入网，前者基本上完全由光纤构成，后者基本上完全由铜线对(copper pairs)构成。铜线接入网中的灵活性，是在通向用户途中的两个点上提供的首先是在提供多达600条线的马路旁机柜；其次是在提供约10-15条线的配线点上。此网总计约有250,000公里的地下管道，83,000个机柜，310万个配线点和370万个检修人孔和接线箱。可以预期，最终包括接入网在内的全部网络将由光纤构成。
作为光学接入网来说，最终目标是一种能够用于可预见的所有服务要求的固定的、有弹性的、透明的通信基础结构。达到这种目标的途径之一，是创造一种在整个能够到达的地方纤细而广泛分布的完全可控制的光纤网络，因其能够利用原有的有用的接入网基础结构。当产生需要时可配备这种网络，从而带来投资费用的节约，因为投资额的主要部分将是根据当时情况配备的终端设备。它还能为新的或现有的用户迅速地提供备用线，和灵活地提供或者重新组合通话服务。
为使其未来完全经住考验，通信网应当是单模光纤，且在基础结构中没有带宽受限的有源电子线路。因此，只应当考虑能够提供这种全透明及对改进完全无限制的无源的光学网络。
最普通的无源光学网络，乃是从交换机的前端(HE)到用户的网络终端设备(NTE)对于每一发送和接收线路的带有点对点光纤的单工单星型网络。这种网络设计已被全世界采用，并且符合全部的入网标准。它包括光纤数目多的光缆，以及对于每一用户在前端(HE)和网络终端设备(NTE)上独特的电光设备。由此产生的固有成本，可能只对业务量大的用户合算，他们一般还要求各种不同线路的保密措施，从而使成本进一步提高。
光学分束器和波长展平器件的出现，已使无源光学网络的概念更进一步推进。这些无源的元件能使单一发射器发出的功率在若干用户之间分配，从而将基建投资减少和并可对之共享。在1987年，英国贸易部示范过用于无源光学网络电话(TPON)系统中的分束器技术，具有128条支路，并且使用以20百万字节/秒运行的时分多路复用(TDM)。这种组合能将基率的综合服务数字网络(ISDN)提供给所有的用户。实际上，受现有铜网络竞争成本制约，国内的用户不用全光纤的电话服务，原因是设备的投资费用太高。这在未来可以改变。在此期间，对于业务量小的用户(例如那些具有5条线以上的)通话，很可能会突破这个屏障。
商业用户所要求的较广泛服务范围和较高的容量，使得32-支路对于20百万字节/秒的系统更具有吸引力，而且这已由在Bishop的Stortford进行的英国贸易部的本地环路光场试验(LLOFT)所证明。
总起来说，使用基于无源光学网络结构的分束器，将会降低接入网中光纤配置的成本。当与点对点的光纤相比时，节约将由于
(1)交换机和网络中的光纤数减少；(2)交换机中终端设备的总数减少；(3)将设备的成本在许多用户之间均分；(4)提供细而且分布广的低成本的光纤基础结构，以及(5)保持高度灵活性和提供合适的设备和服务措施。
此外，可对无源光学网络(PON)的建筑修整，以适合现有的基础结构资源(管道和其它土木工程设施)。
对于未来在各种波长上提供通信服务来说，网络的总体透明性为将来的服务将保留选择的余地，其对于无源光学网络电话则处在1300nm的窗口。通过以其它各种波长发送，便可提供其它各种服务，例如作为光缆电视和高清晰度电视的宽带通路或者商业服务，如高比特率数据、可视电话或可视商谈。光纤所具有的巨大带宽潜力，实际上对于透明网络有可能具有无限的容量。随着光学元件方面工艺技术的发展，例如窄带激光器、波分多路传输器(WDM)、光学滤波器、光纤放大器和可调谐器件的向前发展，最终有可能同时发送数以百计的波长。
为使这种潜力留待利用，为使接入网能被用于提供许多各种服务，必须进行设计和建造，以提供非常高水平的保密性和伸缩性。即便对于简单的无源光学长途交换台(POTS)来说，先进的报警和有效的维护对于减少破坏是必需的。
伸缩性意味着线路的独立性(separacy)，而且利用地下管道和其它土木工程设施等现有基础结构，乃是该设计原理的主要要求。对这种基础结构资源的分析表明，与铺设中的环形线路的可分离性，可以通过将现有的星型网络中目前有许多主连接点(PCP)的干缆连接来达到。
为了从现有的星型构形中产生出环路，某些位置带有允许安装此连接电缆的现有的管道。在英国贸易部的城郊网络中，分析表明，平均60％的主连接点可以在使用原有管道的环路上起作用；而且通过外加200米或者更少的新管道连接物，又有30％能被包括。在某些情况下，会有一些无法提供实际环路的天然或者人为的限制，且在这些情况下，在同一管道线中的复线光纤，穿过河流或者跨过铁路桥，可能是唯一选择。
为无源光学网络布线选用的结构，将会受发送技术以及适用分束器元件工作效率的影响。对于发送的选择是单工(双光纤路线)，双工，半双工或者同向双工(单光纤路线)。
单工工作会使基础结构的复杂性增加，因其每一线路需要两条光纤。然而它的好处是光学插入损耗最低，原因在于不存在双向耦合器；并且反射波损耗最低，因为此系统采用分开的发送和接收线路对小于25毫瓦分贝的反射不敏感。双工和半双工工作，其中每个都由双向耦合器中以7分贝的代价拥有插入损耗；而且同向双工工作则以波分多路传输器替代这些耦合器，且有2dB的较少代价。
从提供总体光纤基础结构的长远目标和早先存在的无源技术元件的状态来看，选择单工工作及对于无源光学网络较低水平的分路(≤32)，被认为是有利的。
在光纤通信系统中，光衰减方面的瞬时间变化可能引起传输误差。这些变化是由沿此通信系统中光纤的各点上的瞬时弯曲损耗引起的，且沿预定光纤传输信息量被干扰的程度，取决于遭受此总损耗时的实际变量及此瞬变的持续时间。瞬变损耗的发生，主要是由于对光纤的操作和维修作业，特别是在光纤接头的区域内。因此，当复型光纤接头托盘被打开和/或光纤被触摸时，可以观察到高达10分贝的衰减。例如用在光通信系统中的典型接头托盘，包含24个接头，为维修的目的操作其中任一接头，均能引起相邻光纤中的瞬变损耗。这一问题表示在附
图15中，其所绘制的是误差发生的概率对于通信系统裕度的关系曲线，既在1550nm又在1300nm上进行作业，其中包括打开典型的24光纤接头托盘及沿这些接头移动手指。误差损耗的测量由接头位置14处的光纤为准，因为该接头位置差不多处在中心，因此对于瞬变损耗要比其它接头位置更敏感。如图15所示，在接受器于1550nm和1300nm上进行误差测量的最佳工作位置(就是说在系统裕度为0分贝处)，由于操作光纤引起瞬变损耗，存在着高的百分误差发生率。随此系统裕度的增大，在1550nm和1300nm上的百分误差发生率下降，但即使当此系统的裕度趋近该接收器的动态范围(通常为15分贝)时，在1550nm上仍然存在显著的百分误差发生率，接收器的正常工作位置，是在接收器上检测到的标称光功率，以达到10-9比特误差率(BER)或者更佳。1550nm上的结果远比1300nm上的要坏，这是由于在1550nm上的弯曲灵敏度高，因而瞬变更大。如果接头托盘要装在工作于1300nm上而以后预备在1550nm上工作的系统中，这还潜在着麻烦。这是由于可能存在着一点，在该点通信系统能在1300nm上无操作误差工作，但由于1550nm上的光纤弯曲损耗的灵敏度较高，在1550nm上仍将表现出严重的操作误差特性，这将导致必需增加1550nm上的系统裕度，以对1550nm上的较大损耗进行补偿。这是不希望有的，因其能够造成由于对入射光功率要求更高而带来的较低功率堆积(budget)。
本发明的目的在于，提供一种不会遇到以上涉及的这种类型瞬变损耗损害的光纤管理系统。这是通过所谓的“单回路管理”来达到的。就光纤通信系统的意义来说，单回路是在两个不同的位置之间由一或更多根光纤来传送光信号。因此，单回路可以由连接第一个位置上的收发两用机对和第二个位置上的收发两用机对的单光纤构成。与此类似，单回路可以由将第一位置的发射器连到第二位置的接收器的第一光纤，以及将第二位置的发射器连到第一位置的接收器的第二光纤来构成。此外，单回路还可由互连第一位置的发射器和第二位置的接收器的许多光纤，以及连接第二位置的发射器和第一位置的接收器的许多光纤来构成。单回路管理也可被认为是在一条回路与其它一些回路的分线点上开始，并且延续到一个多回路重新形成为止。
本发明的光纤通信系统能够提供单回路管理，以便保证任意给定的单回路传送的光学信号，不会由于该系统中对其它单回路进行的安装/维护操作而降低。这是通过保证让每个单回路有可能在该网络的一个点处作为一个单独的实体被收容和引出而实现的，该点可能是为了安装/维护目的的再进入点。因此，本发明能够提供用于管理许多光纤的光纤管理系统，该系统是使上文限定的每个单回路的光纤与其余回路的光纤分开编路，从而使任意给定的单回路传送的光学信号，不会由于对其余回路中光纤进行维护而降低。
在最佳实施例中，每个单回路至少包括一个连接第一及第二光纤的接头，其中每一单回路的接头被收容在相应的接头托盘中。有利的作法是，或者通向给定的接头托盘的每一第一光纤被收容在相应的光纤编路的机构中，或则通向上述接头托盘的每一第二光纤被收容在相应的光纤编路机构中。可以采用不同的设计的接头托盘。因此，“单回路”的接头托盘，是和带有两条第一光纤、两条第二光纤和两个接头的单回路相联系的；“单元件”的接头托盘，是和带有多达八条第一光纤、八条第二光纤和八个接头的单回路相联系的。所以，在第一种情况下，每个接头托盘收容两个接头，从而使与每个接头托盘相联系的每个光纤编路机构，收容相应的一对光纤。
最好将一些接头托盘排列成堆，每个接头托盘带有主体部分和光纤进出部分，前者用来至少固定一个接头及储存通向该接头或每一接头的光纤，后者则用来将光纤馈给主体部分或由其馈出光纤。比较简便的作法是将每个接头托盘安装在堆中，以便能从被堆积的位置(其在该位置上与其它接头托盘对准)运动到第一及第二个操作位置(其在第一及第二个操作位置上分别可以接近光纤进出部分和主体部分)。
本发明将参照附图通过实例作更加详细地描述，其中图1为作为一个侧面的光纤通信网节点的透视图，其中装有三个分束器阵列的子部件，且其每一子部件均根据本发明来构成；图2为图1中节点相反侧面的透视图；图3是表示安装在储存位置上的人行道上接线盒中图1及图2节点的透视图；图4为类似图3的节点透视图，但表示安装其工作位置上的人行道上接线盒中的节点；图5为图1及2中节点的分束器阵列子部件之一的部件分解透视图；图6与图5类似，但所表示的是该子部件其时正处在其工作位置上的各部件透视图；图7为图5及6中分束器阵列子部件的接头托盘之一透视图；图8为表示图7中接头托盘上光纤进出部分的平面图；图9为图5及6中分束器阵列子部件的限制弯曲管总管透视图；图10为图5及6中分束器阵列子部件的耦合器阵列栅网(mat)之一的透视图；图11为分束器阵列子部件的耦合器阵列后盖板透视图；图12为构成图1及2中部件的分线托架平面图；图13为分线托架部件的放大透视图；图14为可以加进分束器阵列子部件中的另一种形式的接头托盘透视图，以及图15为对于已知类型的接头托盘绘出的误差概率对于系统裕度的曲线。
参见附图，图1及2表示构成环形布线的无源光学网络一部分的节点N。该节点N包括一叠三分束器阵列子部件S1，S2，S3和分线用的托架T。构成以地区交换机(未表示)为中心的环路的96条光纤的缆线C，在通过节点的基底1之后经过光缆引入部分2(参见图12)进入分线用的托架T。然后该缆环绕托架T中通常为椭圆形周边的导向装置3至少穿过两次，并且经过光缆引入部分2离开。96条光纤被收容在塑料制的12根软管(未表示)中，每个软管容纳八条底涂层光纤。如在下面参照图12详细描述的那样，托架T包括分线点部位B，在该部位，通过切进软管之一形成的各个光纤的端部，被引向分束器阵列的子部件S1，S2和S3。按照这种连接，应当注意的是，托架T中储存足够长的光缆C，以便在此储存长度的中间切开软管之一并向后剥开使其光纤暴露之后，本来连续的每条光纤便形成其长度足以引向分束器子部件S1，S2及S3的两个光纤端部，并且留下可被储存将来使用的备用光纤。
图3及4表示安装在人行道上接线盒F中的节点N，在安装前圆拱形的外罩D被固定在此节点的基座1上。
分束器阵列子部件之一S1，详细表示在图5及6中。其它两个子部件S2及S3则与S1相同。该子部件S1包括一叠10接头托盘4，其中每个接头托盘为8mm厚。接头托盘4(按照下述方式)是靠由顶板5a、底板5b和靠板5c构成的不锈钢框架5支承的。每个接头托盘4都是单回路的接头托盘，就是说在使用中它带两条引入的光纤(每条用于发射和接收)和两条引出的光纤(每条用于发射和接收)。三块板5a，5b及5c是焊接在一起的，而且子部件S1的顶板5a可以通过安装螺栓(未表示)固定在相邻子部件S2的底板5b上(图5及6中未表示)。与此类似的安装螺栓，可被用来将子部件S1的顶板5a和子部件S3的底板5b固定到节点N中的支承机构(未表示)上面。
框架5还用来支承输入分束器阵列栅网6、输出分束器阵列栅网7和分束器阵列的后盖板8。按照这种连接，输入栅网6携带将通信信号从交换机传送给用户的光纤，如下文参照图10描述的那样。这些光纤称为发送光纤。与此类似，输出栅网7携带将通信信号从用户传送给交换机的光纤。这些光纤称为接收光纤。栅网6和7是由柔韧的聚合物制成的，例如象可注塑的Zantoprene或聚亚胺酯之类弹性聚合物。后盖板8是由柔韧的聚丙烯制成的，也是可注塑的。这种固有的柔韧性在使用中保证栅网6及7被后盖板8牢固地夹紧，贴在框架的靠板5c上面。
如图7所示，每个接头托盘4带有主体部分9和光纤进入部分10，后者还构成一个线夹(clip-on)试验区。从光纤进入部分10进入主体部分9的光纤，是经过通道11的。主体部分9具有椭圆形构形，带有一个椭圆形的基底9a及一个直立的外壁9b。在邻近进入通道11的基座9a上面提供一中空的芯子12。该芯子12具有圆拱的方形截面，其规格保证围绕它通过的实际光纤满足最小弯曲要求，并且带有光纤放入孔12a，暗光纤可以通过它作为内储存。通道13被限定在芯子12和外壁9b之间，其与进一步的通道14相通，后者围绕外壁的内侧通向接头夹持器区域15。在使用中，该区域15收容接头夹持器(未表示)，该接头夹持器用于连接两条输入光纤到两条输出光纤上。方向相反的通道16，从邻近区域15的通道14向后延伸，通向该通道14的连接着邻近芯子12的通道13的部位。
每个接头托盘4的光纤进入部分10，包括三个光纤进出部分17a，17b和17c，参见图8。分散的通道18a及18b，被用来使光纤经过相应的孔19a及1 9b在光纤进出部分17a和通道11间延伸。这些孔19a及19b的构成称之为“夹住孔”，并且容易为相关联的光纤提供入口，以便测量沿此处而过的光，从而确定这些接头的质量。这些夹住孔以及相关的测光设备，在我们的国际专利申请WO93/00600说明书中被描述过。
类似的分散通道20a及20b，被用来使光纤经过相应的夹住孔21a及21b，在光纤进出部分17c和通道11之间导向。单通道22的提供，是为在光纤进出部分17b和通道11间的光纤导向。该通道22并未配备夹住孔。
每个接头托盘4还配备一些光纤留置阻力板，用来将光纤夹持在各个通道11，13，14，16，18a，18b，20a，20b和22中。这些阻力板之一(由编号23a表示)通常为V-形的，并且从远离芯子12的外壁9b的弯曲端伸展，围绕中途及在外壁部分和芯子之间的基座部分9a上方跨越。
每个接头托盘4均借助于吊带24和固定环25可转动地安装在分束器阵列的后盖板8上，而且固定环与此接头托盘的支座整体模压在一起。每个接头托盘4的吊带24带有两个靠绞链24c连在一起的臂24a及24b。它的固定环25被摩擦配合在后盖板8上形成的凹槽26中(参见图11)。在使用时由一根连杆(未表示)穿过所有的固定环25和顶板5a及底板5b上的通孔(未表示)。用这种方法，所有的接头托盘4均由其靠板5c夹持，但每个接头托盘仍可离开堆中的其余接头托盘转出，以提供对其夹住孔19a，19b，21a和21b的入口。在这种位置上，臂24a及24b通常采取直线形状，与此接头托盘处在堆中时它们所具有的V-形形状相反。由于转出去的接头托盘4的固定环25由此固定杆固定就位，故此接头托盘的回转运动将受吊带24的限制，因其两条臂24a及24b已被拉直。在此完全转出的位置上(第一操作位置)，接头托盘4的光纤进入部分10被暴露出来。
每一个分束器阵列子部件S1，S2和S3，均与切开软管中光缆的8条光纤中的2条光纤(4个光纤端部)相联系。从切开软管中剩余出来的2条光纤(4个光纤端部)，被储存在分线托架T中，如下参照图13描述的那样。由于光缆C为环路，所以通信的信号能够环绕此环沿任一方向传送给交换机或由其传出。为方便起见，其方向之一称为主方向，另一个称为备用方向。实际上，只有主光纤将被用于正常的发信号，备用光纤仅在主光纤出故障的突然事变中使用。
与所说分束器阵列子部件S1相关联的两个主光纤端部，从分线托架T通到该部件最下面的接头托盘4，此光纤端部被支承在限制弯曲的管27a中并受其保护(参见图6)。此限制弯曲的管27a，是由环状聚丙烯管构成的专用的产品，尽管柔顺，但不容易被弯曲到超过对于实际光纤的最小弯曲半径的要求。此限制弯曲的管27a终止在最下一个接头托盘4的光纤进出部分17a中，而且其两个光纤端部，经过通道18a及18b、夹住孔19a及19b和通道11被引进主体部分9。然后这些光纤端部被连接到与栅网6和7相关联的一对光纤的端部，如下所述。然后将两个接头安置在接头夹持器中，随后将该夹持器安装在区域15中。通向接头的4条光纤随后被储存在接头托盘4的主体部分9中，其中2条光纤(例如来自分线托架T的那些)在通道14中被引导离开接头，而且其余2条光纤经过通道13和反向通道16被引导离开接头。这些光纤中每一光纤的长度，通过让这些光纤一或更多次环绕芯子12及在V-形阻力板23a下面经过而被储存在接头托盘4的主体部分9中。光纤的固有回弹性，将保证光纤环向外扩展成直径变化的圆圈形。具有储存的光纤，能使每个接头在子部件的使用期内最少可进行10次重新连接。
与栅网6及7相关联的两条光纤，经过通道11离开接头托盘4的主体部分。它们随后经过夹住窗21a及21b和通道20a及20b导向光纤进入部分10的光纤进出部分17c。随后这些光纤在限制弯曲管27c中被引导到栅网6和7(参见图6)。这些主要输入光纤之一，如以下参照图10描述的那样，将终止在其通过分束器装置与8条输出光纤相连处的输入栅网6上。与此类似，这些主输入光纤中的其它光纤，将终止在其通过分束器装置与8条输出光纤相连处的输出栅网7上。
两个主光纤端部以及与其关联的一对光纤，被相连接组成单回路，此单回路在分线托架T的分线区B内开始，且在对分束器栅网6及7的输入上结束。遍及此单回路的全部长度，它的光纤都是与其它回路的光纤分开编路的，以致于达到单回路管理的目的。因此，在分线托架T的分线区B中，两个主光纤端部与其它切开的光纤端部是分开的，如以下参照图13描述的那样。随后这两个光纤端部在限制弯曲管27a中送到分束器阵列子部件S1，此后它们被馈入该子部件的最下面的接头托盘4。与这些主光纤端部相连的两条光纤，然后在限制弯曲管27c中被馈送到分束器栅网6及7。显然，接头托盘4携带的一些光纤构成了单回路的部件。因此，处在分线点和分束点之间的整个单回路，与为了安装/维护目的再进入区域中的所有其它回路分开，是所希望的。这就保证了该回路传送的光信号，不会由于对系统中其它回路进行的安装/维护操作而降低。
与此分束器阵列子部件S1相关联的两个备用光纤端部，从分线托架T通到该子部件的次最低的接头托盘4。此处，这两个光纤端部与两条被引回栅网6及7因而称为备用的输入光纤连接，而且每条备用的输入光纤，均由分束器装置与作为对应主输入光纤的同样8条输出光纤相连。在此次最低的接头托盘4上的光纤排列与最低的接头托盘上相同。与此类似，这些光纤是在限制弯曲的管27a及27c中进入和离开此接头托盘4的。
因此，两个备用光纤端部及其被连接的相关联的一对光纤也构成一个单回路，该回路在分线托架T的分线区B中开始，并在输入分束器的栅网6及7上结束。如同与主光纤端部相关联的单回路的情况一样，这个单回路具有在其全程上与其它回路分开编路的光纤，从而达到单回路管理的结果。
图5及6中子部件S1的剩余8个接头托盘4，属于用户接头托盘。由于这些用户接头托盘4的每个里面的光纤安排是相同的，故仅对于其中之一作详细描述。因而，来自每一个栅网6及7的一些输出光纤之一，就是说发送光纤和接收光纤，在限制弯曲管27c内部被引向给定的用户接头托盘4的光纤进出部分17c。这两条光纤则经过通道20a及20b、夹住窗21a及21b和通道11，引入接头托盘4的主体部分9。在使用中这些光纤被连在与给定用户相关联的四光纤吹入的光纤单元。该单元在单根管中带有四条光纤，此管是靠公知的光纤吹入技术(参见EP108590)在用户和节点N之间馈送。用户的吹入光纤单元在限制弯曲管27a中被引向接头托盘4的光纤进出部分17a。吹入光纤的复盖层从光纤进出部分17a“下游”的4条光纤上剥掉。
吹入单元内光纤中的两条光纤(这两条光纤已被连在来自栅网6及7的发送和接收光纤上，因而称为占用光纤)，经过通道18a及18b、夹住孔19a及19b和通道11，被馈给接头托盘4的主体部分9。其它两条光纤(决不立即使用的备用光纤)则经过通道22及11馈给接头托盘4的主体部分9。所有四根光纤随后围绕芯子12在通道13中通过，然后在沿通道14及16通过之后返回芯子。两条备用的(暗色)用户光纤，通过孔12a并被储存在芯子12内部。两条有效光纤将围绕芯子12通过，然后连在来自栅网6及7的发送和接收光纤上；接头被储存在接头夹持器中，夹持器位于区域15中。如同两个最低接头托盘4的情况下一样，每一条相连的光纤具有要储存的长度(能在子部件使用期内进行高达10次的重新连接)，这些光纤长度同样是靠将其每一长度一或多次环绕芯子12并处于V-形阻力板23a之下而被储存的。
通向每个用户接头托盘4的两条光纤，以及来自相关联的四光纤吹入的光纤单元与之相连的两条光纤，构成一个单回路，该回路在分束器栅网6及7的输出上开始，终止在用户的发送机/接收机对上。遍及此单回路的长度，其光纤与其它回路的光纤分开编路，以便达到单回路管理的结果。因此，来自分束器栅网6及7出口的输出光纤，沿着相应的限制弯曲管27c由此分束器栅网馈送到分束器阵列子部件S1。在相关的接头托盘4中，这些光纤被连在用户的四光纤吹入光纤单元的两条光纤上。因而此接头托盘4只收容构成单回路部分的光纤，而且吹入的光纤单元的管，能够将此回路的光纤与直到用户房屋的系统中其它回路的光纤分开。因此，处在分束器栅网6及7的输出端和用户的发送机/接收机对之间的整个单回路，是同所有其它回路分开的。详细说来，在为了安装/维护目的预计要再进入的区域，就是说在节点N的部位，单回路管理是确保的，以使任意给定的单回路传送的光信号，不会由于对其它回路进行的安装/维护操作而降低。
为了接近给定接头托盘4中的接头，在拉出堆中的接头托盘足够远以容易接近这些接头之前，需要拆去将固定环25固定就位的固定杆。在此位置(第二个操作位置)上，接头托盘4靠其限制弯曲管维持就位。
储存在给定接头托盘4的芯子12内的两条备用的用户光纤，可以用来取代万一光纤出故障时该用户的两条占用光纤。然而更为重要的是，它可以用来为该用户提供额外的线或者服务。(按照这种连接，应当指出的是，使用用户房屋设备(CPE)的电子线路，如与交换机上的光学线路终端(OLT)相匹配的光学网络单元(ONU)，每个光纤对能够提供高达32条线。每个光纤对还能够提供大流线(megastream)服务。)在这种情况下，两条备用的光纤从它在芯子12中的储存部位上被取下，并且经过通道13和11被馈给接头托盘4的光纤进入部分10。随后它们经过不带孔的通道22和光纤进出部分17b离开接头托盘4，并且进入限制弯曲的管27b(参见图6)。此管27b则经过后盖板8送到另一个接头托盘4-通常为节点N中另一子部件S2或S3的接头托盘。管27b终止在此接头托盘4的光纤进出部分17a上面，而且两条光纤经过通道18a及18b、孔19a及19b和通道11引入主体部分9。在这里，它们被连在两条“交换”光纤上，而且光纤的备用长度，按照上面对其它接头托盘描述的同样方式被储存起来。在这种连接中，“交换”光纤不是来自分线托架T的第二对光纤(直接交换的光纤)，就是由栅网6及7来的一对输出光纤(间接交换的光纤)。
这两条备用光纤和相关联的“交换”光纤因而构成一单回路，此单回路在原来储存两条备用光纤的接头托盘4上开始，终止在分线托架T上或是栅网6和7上。在这种情况下，此单回路并不延伸到用户的发送机/接收机对上，因为两对四光纤单元被收容在同一管中。此单回路因而终止在接头托盘4中此两对光纤被分开的点上，就是说在一个多回路变成两个单回路的地方。遍及此单回路的长度，它的光纤与其它回路的光纤分开编路，从而达到单回路管理的结果。因此，从第一个接头托盘4上来自用户的两对光纤被分开的点上开始，“备用的”光纤便同该接头托盘上的两条“占用的”光纤分开编路。在剩下的那个接头托盘4上，此“备用的”光纤通过相关联的限制弯曲管27b到另一个接头托盘4。这些光纤被连在此第二个接头托盘4内的“交换”光纤上，而且这两条“交换”光纤，不是通过限制弯曲管27a到达分线托架T，就是通过限制弯曲管27c到达栅网6和7。尤其是，在为了安装/维护目的预计要再进入的区域中，就是说在节点N的部位，单回路管理是确保的，以使此单回路传送的光信号不会由于对其它回路进行的安装/维修操作而降低。
由于每个接头托盘4都与相应的单回路相关联，所以这些接头托盘称为单回路的接头托盘。
每个接头托盘4的限制弯曲的管27a，27b和27c，配备有相应的支承导管M(参见图6及9)。每个支承导管M，滑动摩擦配合到框架靠板5c的凸缘部分(未表示)，并且配备有用于支承相关的限制弯曲管27a的开口28a，配备有分别用来支承相关的限制弯曲管27b(如果有一个)和27c的一对闭合的孔28b和28c。该支承导管M是由注模尼龙制成的。
图10表示子部件S1的输入栅网6。此子部件的输出栅网7与该输入栅网6具有相同的结构，故不作详细描述。栅网6包括有用于接收主输入光纤的输入狭槽29和用于接收备用的输入光纤的输入狭槽30。这两条狭槽29和30通向一个可容纳2×2的熔融耦合器(未表示)的开口31。来自该熔融耦合器的两条输出光纤，经过环绕芯子33的弯曲通道32引出。芯子33具有30mm的半径，因而能满足对于有效光纤的最小弯曲要求。每条熔融耦合器输出的光纤，被连在通向相应的1×4平面耦合器(分束器)。两个接头储存在凹槽35b中。
两个平面耦合器(未表示)被收容在与开口31相邻的开口34中。来自芯子33的两条光纤，经过栅网6中凹进部分35的弯曲的端壁35a以及相应的弯曲狭槽36，通向它们的平面耦合器。来自两个平面耦合器的8条输出光纤，经过狭槽37环绕芯子33通过。然后这些光纤经过相应的输出狭槽38离开此栅网6，狭槽38是在凹进部分35的上方邻近限定弯曲端壁35a的隆起部分而成扇形散开的。
因而栅网6构成为发送光纤用的2×8的分束器，其输入之一是主发送输入光纤，另一是备用的发送输入光纤。如上所述，只有主光纤用在正常运行中，而使栅网6起着1×8分束器的作用。然而如果主光纤的路由出问题，栅网6对作为其输入光纤的备用的接收光纤起1×8分束器的作用。
与此类似，栅网7构成为接收光纤用的2×8分束器。
图11详细表示子部件S1的分束器阵列后盖板8。此后盖板8是由邻近远离凹槽26的那一端的一对纵向伸展的凹槽8a构成的。这些凹槽8a能使此端区域内后盖板的厚度减小，以增加此后盖板的柔韧性，从而确保在使用时此后盖板能将栅网6及7卡住，牢固地靠在框架的靠板5c上面。在此连接中，应当指出，此后盖板8的端部区是由向内翻转的L-形状的突边8b构成的，此突边8b能在支承导管M中形成的凹槽28d上咬住，以将后盖板卡在框架5上而使栅网6及7牢固地夹在其间。
后盖板8的外表面上还配备许多纵向伸展的肋8c，每个肋的基面上形成有许多开口8d。这些开口8d正面穿过后盖板8伸至其内侧面，并且构成由许多固定缆绳用的系绳点组成的阵列，用来将限制弯曲用的管27a，27b及27c系列到部件S上。
图12详细表示分线托架T。如上所述，两个光缆环路在其光缆经过光缆引入部分2引出分线托架T之前被储存导向装置3中，而且光缆的软管之一在其储存长度的中间被切开。切口的光纤之一构成用于图5及6所示分束器阵列子部件的主光纤，另一构成用于该子部件的备用光纤。其余的光纤可以是用节点N中其它分束器子部件S2和S3的主光纤和备用光纤，或者可以环绕远离光缆引入部分2的托架T一端处的芯子39被储存。芯子39具有圆拱状的矩形截面，其规格是使光纤围绕其缠绕而不超出最少弯曲半径的要求。
分线托架T上的分线区B，是由许多直立的弯曲齿40构成的，齿的相邻部分限定了16条光纤馈送通道41。构成与子部件S1的最低接头托盘4相关的主光纤的两个光纤端部，通过第一条通道41(就是说通过最靠近引入部分2的通道)馈送。与此类似，构成与次低接头托盘4相关的备用光纤的两个光纤端部，通过第二个通道41馈送。(由于存在16条通道41，故分线托架T可以管理16对光纤端部，就是说所有的光纤端部来自两个切开的管。)然后这两条光纤通入与子部件S1的最低接头托盘4相关联的限制弯曲管27a。此管27a通过分线区B的隆起部分43中的开口42(参见图13)，并且通过与另一开口44相关的绳(未表示)被系就位。
无源光学网络通话的最佳形式包括32条支路，就是说来自交换机的每条光纤，经过一或多个如上描述的节点N之类的分束灵活点服务32个实际用户。由于节点N限定8个支路，故其可用作主分束点，该情况下的每一条离开此节点的“用户”光纤，将导向相应的次分束点。在这种情况下，每个与用户接头托盘4相关的单回路，将在分束器栅网6及7的输出端开始，并且终止在次分束点的输入端。另一方面，如果通向次分束点的“用户”光纤被回送进多光纤管，则此单回路终止在该管的入口上。在两种情况任意一种情况下，在为了安装/维护目的预期重新进入的区域，单回路控制都是所希望的。
每个次分束点将与节点N相似，只不过每条输入光纤将分成4路而不是8路。由于来自次节点的引出光纤并不直接到达用户，故前面使用的“用户接头托盘”和“用户光纤”术语，应当是指或是与实际用户相关或是与下游的分束点相关的接头托盘和光纤。当然，在优选的32路分束形式的无源光学网络通信中，节点N也可以是次节点。在这种情况下将存在4个节点N，每个服务于八个实际用户，而且4个次节点将经过一个4路分束的主节点起作用。再者，主节点应与节点N类似，但每条进入(交换机)的光纤将分成4路而不是8路。
下面将会明白，以上描述的分束器阵列子部件类型的适应性特别强在于它很容易适合不同的要求。尤其是，它能够适合任何分束比，即通过改变所使用的接头托盘数目以及分束器阵列栅网6及7的尺寸和形式。此外，通过让若干分束器阵列子部件在节点中处在同一位置，则与许多交换光纤分束可在任意给定点上完成，如果需要每个子部件中可以使用不同分束比。
下面将会明白，以上描述的设备能够保证单回路管理。尤其是，在节点N的区域内，就是说为了安装/维护目的期望重新进入的场所，单回路管理是确保的，以使任意单回路传送的光信号，不会由于对任意其它回路进行安装/维护而降低。
上述子部件的重要优点在于，分束器和相关的光纤可以全由工厂装配。因此，熔融耦合器和平面耦合器及其相关的光纤，可以制作和安装在栅网6及7中；相关的光纤可在限制弯曲的管中引向它们的接头托盘4-全是在工厂中。当此子部件交付使用时，装配工只需要切开光缆C的一或多根软管，将主要的和备用的光纤端部送到该子部件的两个最低的接头托盘4上，将备用的切开光纤端部储存在分线托架T中，将主要的和备用的光纤端部连在上述两个接头托盘中早已存在的主要的和备用的输入光纤上，并且将“用户”光纤连在其它接头托盘4中早已存在的光纤上。按照这种方式，现场进行的技术性工作量被减少到最少。尤其是，装配工并不需要为了分束目的进行任何复杂的连接。此外，限制弯曲的管，能够保证其中导向的光纤弯曲决不超出对占用光纤的最小弯曲要求，即便接头托盘离开堆回转到其任一操作位置上也如此。这就保证了限制弯曲管装载的占用光纤的传输特性。
上述子部件还可以适用于齿形(Spur)连接。在这种情况下，并不需要分束，以致于该子部件将不包括栅网6和7。在第一种类型的齿形连接中，光缆C的所有12根管将被切开，从而形成12个主光纤管端部和12个备用光纤管端部。随后6个主光纤管端部的光纤，将在单元件接头托盘45(如下面参照图14描述的那样)中被接在6个备用光纤管端部的光纤上。剩余6个主光纤管端部的光纤，随后被接在24个单回路接头托盘4中的“用户”光纤上。与此类似，剩余6个备用光纤管端部的光纤，被接在24个单回路接头托盘4中的48条“用户”光纤上。因此，限制弯曲管中来自分线托架(未表示)的两条光纤，被送到48个单回路接头托盘4中的每一个，并在此处以类似于上述参照图5及6描述的方式接在“用户”光纤上。如同以上讨论的用户接头托盘4情况一样，可以达到对此48个接头托盘中每一个的单回路管理。
来自分线托架的相应的主光纤管端和相应的备用光纤管端，被送到每一个单元件接头托盘45(参见图14)，并送到相应的限制弯曲管(未表示，但与限制弯曲管27a，27b和27c相似)中的每个管的端部。每个接头托盘45包括有主体部分46和管进入部分47。主体部分46为椭圆外形，带有椭圆形基座46a和直立的外围壁46b。来自管进入部分47的光纤，是经过通道48进入主体部分46的。通道49，50，51和52是在主体部分46中提供的，以将主要光纤和备用光纤两者导向一对接头夹持器区域53。通道51是一条方向相反的通道，并能让主光纤和备用光纤从反方向上接近每一个接头夹持器区域53。
每个单元件接头托盘45还配备一些光纤滞留阻力压54，以将光纤夹持在各个通道49至52中。
每个单元件接头托盘45的管进入部分47，包括有两个管进出部分55a及55b。通道56a及56b的提供，是为在进出部分55a及55b和通道48之间引导光纤。
此单元件接头托盘45还配备有吊带57和固定环58(类似于接头4的吊带24和固定环25)。吊带57允许接头托盘45回转越出一堆接头托盘而能够进入管进入部分47。
在使用中，主光纤管的端部被导致每个接头托盘45的管进出部分55a，备用光纤管的端部被导致每个接头托盘45的管进出部分55b。在每个管进入部分47内部，管被切去以暴露光纤。然后这些光纤被馈入接头托盘的主体部分46，且在该处被连接。每个接头托盘45中的8个接头然后被定位，在每对接头夹持器中4个，随后这些接头夹持器被安装在区域53中。导向此接头的光纤，然后储存在接头托盘45的主体部分46中。通过这些光纤一或多次环绕直立的芯子59经过并处在阻力板54下面，每条光纤的长度被储存在相关接头托盘45的主体部分46中。光纤的固有回弹性，将保证光纤环向外扩展成直径变化的圆圈形，提供被储存的光纤，允许在子部件的使用期内进行重新连接。
在上述齿形连结的变形方案中，只有6个管被切开，如上所述，切开管中的光纤被接在48个单回路接头托盘4中的“用户”光纤上。剩余的6个未被切开的管则围绕分线托架形成卷。换一种方法，可以利用6个单元件的接头托盘45来取代所使用的48个单回路接头托盘4。然而这种比较方案只能在不需要为了未来使用而触及齿形连结的场合下使用。
显然，对于两种类型中任一种类型的齿形连结来说，构成齿的光纤数可以变化。例如，此齿可由一根被切开管中光纤构成。在这种情况下，此齿将包含来自单根切开管中的16条光纤(8条主光纤和8条备用光纤)，而且88条光纤(来自其余的11根管-不是被切开接上去，就是未切开盘绕)将仍然继续在环上。然而在每种情况下，单回路管理对于每一单元件接头托盘45都是确保的。因此，与给定的单元件接头托盘45相关联的单回路，开始并终止在分线托架T上，相应的主光纤管端部，通过限制弯曲管被送至接头托盘45，在该处其光纤与备用光纤管的光纤连接，然后通过限制弯曲管再返回分线托架。因此，此处的单回路是由多条光纤(上述实例中为8条)构成的。
权利要求
1.一种用于管理多条光纤的光纤管理系统，该系统是使如上文确定的每个单回路的光纤与其它回路的光纤彼此独立地编路，从而使任意给定的单回路传送的光信号，不会由于对其它回路中光纤进行维护而降低。
2.如权利要求1所述的系统，其中每个单回路至少包括一个连接第一和第二光纤的接头，其中每一单回路的接头被安装在相应的接头托盘中。
3.如权利要求2所述的系统，其中引向给定接头托盘的第一光纤或者每一第一光纤，被收容在相应的光纤编路机构中；引至上述接头托盘的第二光纤或者每一第二光纤，被收容在相应的光纤编路机构中。
4.如权利要求2或3所述的系统，其中每一接头托盘容纳两个接头，从而使与每一接头托盘相关联的光纤编路机构收容相应的一对光纤。
5.如权利要求2至4中任一权利要求所述的系统，其中的接头托盘成堆配置，每一接头托盘包括有主体部分和光纤进出部分，前者用于安装至少一个接头和储存引向该接头或每一接头的光纤，后者用于将光纤馈送给主体部分或由其供出。
6.如权利要求5所述的系统，其中每一接头托盘被安装成这样的接头托盘堆，以便能够从它与其余接头托盘对准的堆积位置上运动到第一和第二个操作位置上，在此第一和第二个操作位置上分别能够接近光纤进出部分和主体部分。
全文摘要
一种用于管理多条光纤的光纤管理系统。该系统是使每一单回路的光纤与其它回路的光纤分开编路，从而使任意给定的单回路传送的光信号，不会由于对其它回路中光纤进行维护而降低。
文档编号G02B6/44GK1130948SQ94193338
公开日1996年9月11日 申请日期1994年9月8日 优先权日1993年9月10日
发明者P·L·J·弗罗斯特, J·克里, J·皮科克 申请人:英国电讯公司