W systemach komunikacji światłowodowej przełącznik optyczny (OS) jest używany głównie do realizacji fizycznego przełączania sygnałów optycznych lub innych operacji logicznych na ścieżkach optycznych i jest często używany jako kluczowe urządzenie do przełączania ścieżek optycznych w technologii łączenia optycznego.
Przełączniki optyczne mają jeden lub więcej opcjonalnych okien transmisyjnych i można je podzielić na konfiguracje portów 2 × 2, 1 × N i M × N. Switche optyczne są szeroko stosowane w światłowodowych systemach komunikacyjnych, a technologie ich realizacji są różnorodne. Mechaniczny przełącznik optyczny i przełącznik optyczny MEMS to dwa rodzaje szeroko stosowanych obecnie przełączników optycznych.
Mechaniczny przełącznik optyczny
Mechaniczne przełączniki optyczne działają na zasadzie fizycznego poruszania światłowodów za pomocą urządzeń mechanicznych do przekierowywania sygnałów optycznych. Za pomocą ruchomego pryzmatu lub łącznika kierunkowego światło wejściowe jest kierowane do żądanego portu wyjściowego. Istnieją trzy główne typy mechanicznych przełączników optycznych: przełączanie pryzmatów, przełączanie lusterek i przełączanie ruchomych światłowodów.
Przełącznik optyczny MEMS
Przełącznik optyczny MEMS oparty jest na układzie mikroelektromechanicznym. Przyjmuje optyczny mikrozwierciadło lub mikroskop optyczny, aby zmienić kierunek propagacji wiązki światła, aby zrealizować przełączenie ścieżki optycznej. Zasada działania przełącznika optycznego MEMS jest bardzo prosta. Podczas przeprowadzania wymiany optycznej światło wejściowe można przełączać na różne końce wyjściowe przełącznika optycznego, przesuwając lub zmieniając kąt mikrozwierciadła MEMS napędzanego energią elektrostatyczną lub magnetyczną, aby zrealizować przełączanie i włączanie / wyłączanie ścieżki optycznej . Jego schemat przedstawiono na poniższym rysunku:
Zasada działania przełącznika optycznego z portami 2 × 2 opartej na technologii MEMS jest pokazana na rysunku. Cztery światłowody są ustawione w czterech kierunkach, a pionowe mikro lustro MEMS jest ustawione pod kątem 45 °. Gdy mikro lustro nie jest zaangażowane w ścieżkę optyczną, wiązki z falowodu 1 i 2 są połączone odpowiednio z falowodem 3 i 4, a stany połączenia portu wynoszą 1 → 3 i 2 → 4, które są stanem prostym. Gdy mikrozwierciadło jest wstawione na ścieżkę optyczną, wiązki światła z falowodu 1 i 2 są odbijane przez mikrozwierciadło i łączone odpowiednio z portami 4 i 3. Stany połączeń portów to 1 → 4 i 2 → 3, które są stanami krzyżowymi.
Zasada działania przełącznika optycznego MEMS 2 × 2 port, rysunek po lewej: stan prosty, rysunek po prawej: stan krzyżowy
Mechaniczny przełącznik optyczny& Porównanie zalet i wad przełącznika optycznego MEMS
Porównanie zalet i wad | Zalety | Niedogodności |
Mechaniczny przełącznik optyczny | Niskie straty wtrąceniowe; Stopień izolacji jest wysoki; Jest niezależny od długości fali i polaryzacji' Proces produkcji i technologia są dojrzałe | Czas przełączania jest długi; Duży wolumen nie sprzyja wykonaniu dużej matrycy przełączników optycznych |
Przełącznik optyczny MEMS | Mała objętość, duża integracja; Wysoka skalowalność; Niskie straty polaryzacyjne; Szybka prędkość przełączania | Wysoki koszt; Proces produkcji i wymagania techniczne są wysokie |
Wraz z szybkim rozwojem komunikacji optycznej coraz ważniejsza jest rola połączeń optycznych i wymiany optycznej jako węzłów sieci optycznej, a zastosowanie przełączników optycznych jest coraz szersze. Przełącznik optyczny MEMS ma zalety zwartej, szybkiej szybkości przełączania i łatwej rozbudowy oraz ma zalety niskiej straty wtrąceniowej, niskiego przełączania; niska czułość polaryzacji, wysoki współczynnik ekstynkcji i przełącznik falowodowy z dużą szybkością przełączania, małą objętością i łatwą integracją na dużą skalę. Będzie to główny trend w rozwoju przełączanych optycznych przełączników sieciowych o dużej pojemności.
Masz pytania lub potrzebujesz? Skontaktuj się ze mną.
Doris z HTF zawsze będzie gotowa do pomocy.
E-mail: sales2@htfuture.com
Skype: na żywo: sprzedaż2_4719
WhatsApp: +8615816873196
