광 스위치란 무엇인가요? 광 스위치의 종류

광 스위치 기술 색인

새로운 광 스위치를 평가할 때 다음의 7가지 기술 지표를 고려해야 합니다.

광 스위치의 종류

광 스위치는 하나 이상의 입력 포트와 두 개 이상의 출력 포트를 가지고 있으며, 일반적으로 1xN 또는 NxN 광 스위치라고 합니다. 광 스위치의 다양한 원리와 기술은 서로 다른 특성을 가지고 있으며, 다른 경우에 적합합니다. 광 스위치는 제조 기술에 따라 기계식 광 스위치 , 광-미세-기계식 광 스위치, MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) 광 스위치 및 기타 스위치로 나눌 수 있습니다. 그 중 기계식 광 스위치와 MEMS 광 스위치는 이 분야에서 가장 성숙하고 일반적으로 사용되는 스위치입니다. 또한 액정 광 스위치, 열 광 스위치, 음향 광학 스위치, 도파관 광 스위치, 고체 광 스위치 및 자기 광학 스위치 등이 있습니다. 한편, 광 스위치는 응용 분야에 따라 기계식 광 스위치, 랙 마운트 광 스위치, 벤치탑 광 스위치 등으로 나눌 수 있습니다. 이제 일반적으로 사용되는 광 스위치에 대해 간략하게 소개합니다.

광기계식 광 스위치

기계식 광 스위치는 오랫동안 개발되어 왔으며, 당시 가장 널리 보급된 방식입니다. 이러한 장치는 스테퍼 모터 또는 릴레이 암을 사용하여 광섬유 또는 기타 벌크 광 소자를 이동시킴으로써 스위칭을 구현합니다. 기존 기계식 광 스위치의 장점은 낮은 삽입 손실(<2dB), 높은 절연도(>45dB), 그리고 편광 및 파장의 영향을 받지 않는다는 것입니다. 일반적으로 광-기계식 광 스위치는 각 입력 및 출력 광섬유에서 나오는 광 빔을 콜리메이트하고 장치 내부에서 콜리메이트된 빔을 이동합니다. 이를 통해 광 손실을 줄이고 입력 및 출력 광섬유 사이의 거리를 유해한 영향 없이 유지할 수 있습니다. 기존 기계식 광 스위치의 단점은 켜고 끄는 데 오랜 시간이 걸리고, 다른 대안에 비해 장치가 더 크다는 것입니다. 따라서 대형 광 스위치 매트릭스를 제작하는 것이 쉽지 않습니다. 그러나 기술의 발전으로 새로운 마이크로 기계식 소자는 이러한 문제를 극복했습니다. 차세대 광-마이크로 기계식 광 스위치는 더 넓은 광대역, 소형 구조, 그리고 작은 크기를 특징으로 하며, 매트릭스 내 광 스위치 소자와 그에 따른 구동 장치 수를 크게 줄일 수 있습니다.

MEMS 광 스위치

MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 광 스위치는 반도체 소재로 구성된 자유 공간 내 미세 광 스위치입니다. 이는 광 스위치 분야의 선진 기술로 현재 전 세계적으로 큰 주목을 받고 있습니다. MEMS 광 스위치는 소형, 경량이며 확장성이 용이할 뿐만 아니라 기계식 광 스위치와 도파관 광 스위치의 장점을 결합하고 각 스위치의 단점을 극복했습니다. 전기적, 기계적, 광학적 통합을 통합하여 다양한 속도와 다양한 비즈니스 서비스를 투명하게 전송할 수 있기 때문에 현재 산업계에서 널리 사용되고 있습니다.

열 광 스위치

이러한 기술은 소형 광 스위치를 만드는 데 일반적으로 사용됩니다. 일반적으로 열광 스위치는 폴리머 또는 실리카로 제작된 도파관을 기반으로 합니다. 작동은 도파관 위에 배치된 저항 히터에 의해 발생하는 온도에 따른 굴절률 변화에 의존합니다. 속도가 느리다는 단점이 있지만, 현재 응용 분야에서는 제한이 없습니다. 열광 스위치는 주로 디지털 광 스위치(DOS)와 간섭계 광 스위치의 두 가지 기본 유형으로 나뉩니다.

음향광학 스위치

이러한 스위치에서는 음향파를 이용하여 빛의 굴절을 제어합니다. 움직이는 부품이 없기 때문에 더욱 안정적으로 작동합니다. 일반적으로 1×2 음향광 스위치의 손실은 2.5dB 미만입니다.

도파관 광 스위치

도파관 광 스위치는 도파관 구조를 가진 새로운 종류의 광 스위치입니다. 또한, 도파관 광 스위치에는 전기 광학, 음향 광학, 열 광학, 자기 광학 효과도 사용됩니다. 도파관 광 스위치는 크기가 작기 때문에 OXC에서 광범위하게 응용됩니다.

자기광학 스위치

자기광 스위치의 원리는 패러데이 회전 효과입니다. 기존의 기계식 광 스위치에 비해 자기광 스위치는 스위칭 속도가 빠르고 안정성이 높다는 장점이 있습니다. 또한, 다른 비기계식 광 스위치에 비해 구동 전압이 낮고 누화가 적습니다. 따라서 자기광 스위치는 미래에 매우 경쟁력 있는 광 스위치가 될 것입니다.

액정 광 스위치

액정 광 스위치의 작동 원리는 편광 제어에 기반합니다. 즉, 한쪽 편광판에서는 빛이 반사되고 다른 한쪽 편광판에서는 빛이 통과합니다. 액정 광 스위치는 광학 계수가 높기 때문에 가장 효과적인 광전 재료입니다. 또한, 액정 광 스위치의 스위칭 속도는 서브마이크로초(μs) 수준에 도달할 수 있습니다. 기술 발전에 따라 앞으로 나노초(nanosecond) 수준의 스위칭 속도에 도달할 가능성도 있습니다.

광 바이패스 스위치

일반적으로 사용되는 여러 종류의 광 스위치에 대해 알아보면 광 스위치에 대해 더 깊이 이해할 수 있을 것입니다. 또한, 광 바이패스 스위치라고 불리는 광 스위치가 있습니다. 사용자들은 종종 그 이름 때문에 혼란스러워합니다. 광 바이패스 스위치는 보호 스위칭 기능을 갖춘 광 스위치입니다. 일반적으로 네트워크 장애 복구에 사용되며, 인라인 네트워크 보안 및 모니터링 장치에 영구적이고 문제 없는 액세스 포트를 제공합니다. 광 바이패스 스위치는 추가된 인라인 장치를 통해 네트워크 트래픽을 자동으로 스위칭하거나 제거될 예정인 장치를 우회합니다. 광 바이패스 스위치는 하트비트(Heartbeat) 기능을 통해 연결된 인라인 장치의 신호 및 전력 손실로부터 네트워크 트래픽을 보호합니다. 이러한 광 스위칭 기술은 다른 많은 장치에도 사용되며 PDH, SDH, C/DWDM, 전력 통신 및 CATV 시스템 등의 광회선 보호에 널리 사용됩니다.

광 스위치의 응용 및 전망

애플리케이션

광 스위치는 광 네트워크에서 매우 중요한 역할을 합니다. 광 스위치는 WDM 네트워크 의 핵심 장비 스위칭 코어일 뿐만 아니라 광 네트워크의 핵심 구성 요소이기도 합니다. 광 스위치의 주요 응용 분야는 다음과 같습니다.

전망

광 전송망 기술의 발전과 함께 새로운 광 스위치 기술이 끊임없이 등장하고 있으며, 기존 광 스위치 기술 또한 지속적으로 개선되고 있습니다. 광 전송망이 초고속, 대용량화 방향으로 발전함에 따라, 네트워크 생존성, 네트워크 보호 스위칭 및 복구가 중요한 과제가 될 수 있습니다. 광 스위치는 이 분야의 보호 및 복구에 중요한 역할을 하며 그 공백을 메워줍니다. 새롭게 증가하는 네트워크 업데이트에 더 잘 대응하기 위해 광 스위치의 스위칭 매트릭스 크기는 앞으로도 계속 증가할 것입니다. 또한, 광 스위치의 스위칭 속도에 대한 요구 사항도 높아질 것입니다. 즉, 대용량, 고속, 저손실 광 스위치는 미래 네트워크에 필수적이며, 광 네트워크 발전에 더욱 중요한 역할을 할 것입니다.