Hvad er en optisk switch?
En optisk switch er en enhed, der overfører lyssignaler mellem forskellige kanaler i kommunikationsnetværk. Optiske fibernetværk blev udviklet i det 20. århundrede til at bære højere mængder data end mulige med tidligere kobbertrådsystemer. Stigende brug af internettet og udvidelse af mobiltelefon- og tv -tilbud krævede større mængder data at blive administreret af kommunikationsnetværk.
Når et fiberoptisk netværk bærer et lyssignal fra en telefon eller computer til en anden, kan det være nødvendigt at bevæge signalet mellem forskellige fiberstier. For at opnå dette kræves der en switch, der kan overføre signalet med et minimumstab af stemme eller datakvalitet. Når fiberoptik først blev udviklet, blev dette opnået med en elektrooptisk switch, der ændrede lyssignalet til et elektrisk signal, udførte switch-funktionen og konverterede signalet tilbage til en lysform. Dette system var acceptabelt for tidlige fiberoptik -systemer, menProblemer udviklet som transmissionshastigheder steg.
Elektriske switches har nogle begrænsninger for skifthastighed sammenlignet med hastigheden af lys, der bruges i fibertransmissioner. Efterhånden som datakravene voksede, skabte den elektriske del af den elektrooptiske switch grænser for, hvor meget data der kunne overføres. Der var behov for mere avancerede optiske switch -teknologier, især for at fjerne den elektriske konvertering, når der skiftede lyssignaler.
En stor forbedring kom med udviklingen af mikroelektromekaniske systemer (MEMS), der bruger små spejle til at overføre lyssignaler. MEM'er var en fordel i forhold til elektro-optiske switches, fordi konverteringen til og fra elektriske signaler ikke var nødvendig. Lysoverførslerne blev overført direkte mellem forskellige fibre i en MEMS -enhed, hvilket tillader transmissionshastigheder svarende til fiberoptikgrænserne op til et punkt.
MEMS -enhederOverførssignaler ved at reflektere lyssignalerne fra et indkommende fiberkabel til en anden fiber med små bevægelige spejle. En computercontroller bestemmer, hvor opkald eller datakommunikation går, og hvilken udgående fiber der er nødvendig for at afslutte forbindelsen. Hver indkommende optisk fiber har et spejl ved siden af enden af fiberen, der styres af en lille elektrisk motor. Når lyssignalet forlader fiberen, reflekterer det spejlet og ind i enden af den udgående fiber, som computeren bestemmer, er nødvendigt. Disse kontakter fungerer meget hurtigt, hvilket gør det muligt at sendes en stor mængde data på tværs af fibernetværk.
Problemer med MEMS -design fandt sted, da fiberoptikfirmaer fortsatte med at udvide deres transmissionssystemer. Da fiberoptikkabler blev større for at imødekomme flere data, begyndte MEMS at forårsage signaltab, fordi spejle overførte lyssignaler til mange flere forbindelser. Signalkvaliteten begyndte at forringe, da afstandene mellem fibrene erkom længere. En forbedring var at skabe tredimensionelle (3D) MEMS-enheder, hvor en række switches blev stablet på hinanden, hvilket gjorde det muligt for hver switch at håndtere mindre signaler ved hjælp af korte switchafstande.
En anden type optisk switch, der ikke har bevægelige dele, er en digital switch, der bruger siliciumkrystaller til at kontrollere lyset. I disse afbrydere anbringes en fast siliciumkrystall mellem par optiske fibre. Brydningsindekset eller mængden, som lys er bøjet, når det passerer gennem krystallen, vil ændre sig, hvis der påføres varme. Små varmeapparater anbringes i positioner langs krystallen og aktiveres, når lyssignaler kommer ind. Når brydningsindekset ændres, kan lyssignalet rettes til forskellige outputfibre uden behov for spejle eller andre bevægelige dele. Signalkvalitet kan også forbedres i forhold til MEMS -enheder, fordi spejle forårsager små tab, der ikke ses med digitale switches.