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Existem muitos dispositivos de fibra óptica usados em redes de comunicação. E o comutador óptico é o responsável por transmitir sinais de luz entre diferentes canais. Se um sinal de luz é propagado de um telefone ou computador para outro, ele pode precisar percorrer diferentes caminhos de fibra. Nessas condições, o comutador óptico desempenha um papel fundamental, pois consegue transferir o sinal com perda mínima de qualidade de voz ou dados. Com o avanço da tecnologia, muitos novos métodos foram combinados com o comutador óptico para alcançar um desempenho de velocidade ainda maior. Hoje, vamos explorar o mundo dos comutadores ópticos e descobrir seus segredos.
Tipos de interruptores ópticos
Basicamente, existem dois tipos de switches ópticos: o switch OEO (óptico-elétrico-óptico) e o switch OOO (óptico-óptico-óptico). As funções de gerenciamento de rede, que permitem operar uma rede, estão disponíveis atualmente utilizando um switch óptico com uma matriz de comutação eletrônica. O switch OEO recebe o sinal óptico e o converte em um sinal elétrico. Em seguida, ele direciona o sinal para uma porta diferente e o converte novamente em um sinal óptico para a rede. Ao utilizar uma estrutura eletrônica, o switch OEO realiza o gerenciamento de largura de banda e supera as limitações da rede.
Um switch OOO, ou switch totalmente óptico, permite o gerenciamento e a comutação de sinais ópticos sem convertê-los em sinais eletrônicos. Isso é especialmente interessante para operadoras com grandes escritórios, onde até 80% do tráfego passa pelo escritório a caminho de seus destinos globais. O switch recebe o sinal óptico, o comuta para uma porta diferente no domínio óptico e o retorna à rede como um sinal óptico.
Tecnologias aplicadas em comutadores ópticos
A tecnologia MEMS (sistema microeletromecânico) utiliza vários espelhos móveis para comutar sinais, desviando ondas de luz de uma porta para outra. Existem duas estruturas MEMS: o espelho MEMS 2D e o espelho MEMS 3D. O comutador óptico baseado em MEMS 3D é o mais utilizado na indústria. A figura a seguir ilustra o processo de operação do comutador MEMS.
Comutação de cristal líquido
A tecnologia de cristal líquido utiliza os efeitos de polarização da luz nos cristais líquidos para comutação luminosa. Inicialmente, a luz é filtrada por um divisor de feixe polarizador, sendo separada em dois ou mais caminhos. Em seguida, a luz passa por um cristal líquido onde sua propriedade de polarização pode ser alterada. Finalmente, a luz entra no combinador de feixe polarizador para ser direcionada à porta de saída. A porta de saída é determinada pela nova propriedade de polarização da luz.
Comutação baseada em bolhas
O interruptor baseado em bolhas utiliza bolhas de ar e microcanais alinhados vertical e horizontalmente para controlar a intensidade da luz. Quando não há necessidade de acionamento, a luz passa pelos canais sem interrupção. Essa tecnologia oferece as vantagens de baixo custo e resposta rápida.
Comutação Termo-Óptica
Um interruptor termo-óptico envia luz através de um protetor de onda. A luz é então dividida em diferentes protetores de onda. Quando um comando de comutação é emitido, um dos braços do protetor de onda é aquecido e a luz dentro dele altera seu comprimento de percurso óptico. Em seguida, a luz é recombinada e os comprimentos dos percursos ópticos são medidos. Se os comprimentos forem diferentes, o feixe será direcionado para uma porta de saída. Se forem iguais, o feixe será direcionado para outra porta.
Aplicações
Os comutadores ópticos podem ser aplicados em diversas áreas. Em redes de alta velocidade, comutadores com essa função são geralmente usados em interconexões ópticas para lidar com grandes volumes de tráfego. Outra aplicação é o comutador de proteção. Se uma fibra falhar, o comutador permite que o sinal seja redirecionado para outra fibra antes que o problema ocorra. Além disso, o OADM (multiplexador óptico de inserção/extração) utiliza alguns comutadores ópticos para converter sinais de um fluxo DWDM, permitindo que as portadoras removam seletivamente alguns comprimentos de onda de um sinal.
Conclusão
O comutador óptico é um dispositivo importante que transfere sinais de luz para diferentes canais. Com base nos comutadores ópticos originais do tipo OOO e OEO, muitas novas tecnologias foram incorporadas, garantindo o alto desempenho dos comutadores ópticos. Com a crescente demanda por maior largura de banda de dados, o futuro dos comutadores ópticos é promissor.
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