Vad är en optisk switch?
En optisk switch är en enhet som överför ljussignaler mellan olika kanaler i kommunikationsnätverk.Optiska fibernätverk utvecklades under 1900 -talet för att bära högre mängder data än vad som var möjligt med tidigare kopparkeltrådssystem.Ökande användning av internet och utvidgade mobiltelefon- och TV -erbjudanden krävde större mängder data för att hanteras av kommunikationsnätverk.
När ett fiberoptiskt nätverk har en ljussignal från en telefon eller dator till en annan, kan det krävas att flyttasignal mellan olika fiberbanor.För att uppnå detta krävs en switch som kan överföra signalen med en minsta förlust av röst eller datakvalitet.När fiberoptik utvecklades först genomfördes detta med en elektrooptisk switch som ändrade ljussignalen till en elektrisk signal, utförde omkopplarfunktionen och konverterade signalen tillbaka till en ljusform.Detta system var acceptabelt för tidiga fiberoptiksystem, men problem utvecklades när överföringshastigheterna ökade.
Elektriska omkopplare har vissa begränsningar för växlingshastigheten jämfört med ljusets hastighet som används i fiberöverföringar.När datakraven växte skapade den elektriska delen av den elektrooptiska omkopplaren gränser för hur mycket data som kunde överföras.Mer avancerade optiska switchteknologier behövdes, särskilt för att ta bort den elektriska omvandlingen vid byte av ljussignaler.
En stor förbättring kom med utvecklingen av mikroelektromekaniska system (MEMS), som använder små speglar för att överföra ljussignaler.MEMS var en fördel jämfört med elektrooptiska omkopplare eftersom omvandlingen till och från elektriska signaler inte behövdes.Ljustransmissionerna överfördes direkt mellan olika fibrer i en MEMS -enhet, vilket möjliggjorde överföringshastigheter motsvarande fiberoptikgränserna upp till en punkt.
MEMS -enheter överför signaler genom att reflektera ljussignalerna från en inkommande fiberkabel till en annan fiber med liten till en punkt.rörliga speglar.En datorkontroll avgör vart samtalet eller datakommunikation går och vilken utgående fiber som behövs för att slutföra anslutningen.Varje inkommande optisk fiber har en spegel bredvid slutet av fibern som styrs av en liten elektrisk motor.När ljussignalen lämnar fibern återspeglar den spegeln och till slutet av den utgående fiber som datorn bestämmer behövs.Dessa switchar fungerar mycket snabbt, vilket gör att en stor mängd data kan skickas över fibernät.
Problem med MEMS -konstruktioner inträffade när fiberoptikföretag fortsatte att utöka sina överföringssystem.När fiberoptikkablar blev större för att tillgodose mer data började MEMS orsaka signalförluster eftersom speglarna överförde ljussignaler till många fler anslutningar.Signalkvaliteten började försämras när avståndet mellan fibrerna blev längre.En förbättring var att skapa tredimensionella (3D) MEMS-enheter, där en serie switchar staplades på varandra, vilket tillät varje switch att hantera mindre signaler med korta omkopplingsavstånd.
En annan typ av optisk switch som inte har några rörliga delar är en digital switch och använder kiselkristaller för att kontrollera ljuset.I dessa omkopplare placeras en fast kiselkristall mellan par av optiska fibrer.Brytningsindexet, eller mängden som ljuset är böjt när det passerar genom kristallen, kommer att ändras om värme appliceras.Små värmare placeras i positioner längs kristallen och aktiveras när ljussignaler kommer in.När brytningsindexet ändras kan ljussignalen riktas till olika utgångsfibrer utan behov av speglar eller andra rörliga delar.Signalkvalitet kan också förbättras över MEMS -enheter, eftersom speglar orsakar små förluster som inte ses med digitala switchar.