.webp)
Введение в оптический коммутатор от Fibermart
Говоря о роли оптических коммутаторов, можно сказать, что если нет коммутатора, то нет и сетей связи. Хотя этот взгляд на оптические коммутаторы немного преувеличен, он полностью доказывает важность оптических коммутаторов. Начиная с первого поколения телекоммуникационных сетей, а именно телефонной коммутационной системы, большое количество коммутаторов используется для формирования коммутационного блока, который удовлетворяет коммутации каналов между пользователями. Однако сегодня, с развитием технологии DWDM, все оптические сети постепенно развиваются как сети связи следующего поколения, которые привлекают все большее внимание людей и становятся горячей точкой исследований. В основанной на DWDM всей оптической сети неизбежно использование оптического коммутатора для преобразования и передачи различных длин волн оптических сигналов в сети. Оптический коммутатор является основным компонентом для полной коммутации и даже защиты цепи. Оптические коммутаторы широко используются и играют незаменимую роль в оптических сетях.
Технические показатели оптических коммутаторов
При оценке нового оптического переключателя необходимо учитывать следующие семь технических показателей.
- Высокая стабильность и надежность для долгосрочных требований к большой емкости систем связи.
- Низкие вносимые потери и высокая эффективность связи.
- Низкие перекрестные помехи и высокий коэффициент затухания. Перекрестные помехи могут напрямую влиять на качество передачи сигнала, типичная изоляция для 40 и 50 дБ.
- С низкими приводными и температурными характеристиками.
- Переключение скоростей можно регулировать для различных применений.
- Рабочая полоса пропускания оптического коммутатора соответствует рабочему окну волокна, оптического фильтра и усилителя DWDM 1300–1650 нм, и оптический коммутатор должен соответствовать ей.
- Стоимость и расширение оптического коммутатора также являются важным фактором.
Типы оптических коммутаторов
Оптический переключатель имеет один или несколько входных портов и два или несколько выходных портов, которые мы обычно называем оптическим переключателем 1xN или NxN. Различные принципы и технологии оптического переключателя имеют разные характеристики и подходят для разных случаев. В зависимости от технологии изготовления оптический переключатель можно разделить на механический оптический переключатель , опто-микро-механический оптический переключатель, оптический переключатель MEMS (микро-электро-механические системы) и другие переключатели. Среди них механический оптический переключатель и оптический переключатель MEMS являются наиболее зрелыми и часто используемыми переключателями в этой области. Кроме того, существуют также жидкокристаллический оптический переключатель, тепловой оптический переключатель, акустооптический переключатель, волноводный оптический переключатель, твердотельный оптический переключатель и магнитооптический переключатель и т. д. С другой стороны, в зависимости от его применения оптические переключатели можно разделить на механический оптический переключатель, стоечный оптический переключатель, настольный оптический переключатель и так далее. Теперь мы собираемся дать краткое введение в некоторые часто используемые оптические переключатели ниже.
Оптико-механический оптический переключатель
Механический оптический переключатель разрабатывался долгое время и является наиболее широко используемым в настоящее время. Эти устройства достигают переключения путем перемещения волокна или других объемных оптических элементов с помощью шаговых двигателей или релейных рычагов. Преимуществами традиционного механического оптического переключателя являются низкие вносимые потери (<2 дБ), высокая изоляция (>45 дБ) и отсутствие влияния поляризации и длины волны. В целом, оптомеханические оптические переключатели коллимируют оптический луч от каждого входного и выходного волокна и перемещают эти коллимированные лучи внутри устройства. Это обеспечивает низкие оптические потери и позволяет расстояние между входным и выходным волокном без пагубных эффектов. Недостатками традиционного механического оптического переключателя являются длительное время включения или выключения, а также более громоздкие устройства по сравнению с другими альтернативами. Таким образом, нелегко сделать большую матрицу оптического переключателя. Однако с развитием технологий новые микромеханические устройства преодолевают это. Новое поколение опто-микромеханических оптических переключателей отличается более широкой полосой пропускания, компактной структурой и малыми размерами, что позволяет значительно сократить количество элементов оптического переключателя в матрице и соответствующее количество приводов.
Оптический переключатель MEMS
Оптический переключатель MEMS (микроэлектромеханические системы) представляет собой микрооптический переключатель в свободном пространстве, который состоит из полупроводникового материала. Это передовая технология оптического переключателя, которая в настоящее время привлекает широкое внимание в мире. Оптический переключатель MEMS компактен, легок и прост в расширении, а также сочетает в себе преимущества механического оптического переключателя и волноводного оптического переключателя, преодолевая их недостатки. Это происходит из-за объединения электрической, механической и оптической интеграции в целом, поэтому он может прозрачно передавать различные скорости и различные бизнес-услуги и теперь широко используется в промышленности.
Тепловой оптический переключатель
Этот вид технологии обычно используется для создания миниатюрного оптического переключателя. В целом, термооптические переключатели обычно основаны на волноводах, изготовленных из полимеров или кремния. Для работы они полагаются на изменение показателя преломления с температурой, создаваемой резистивным нагревателем, размещенным над волноводом. Их медлительность не ограничивает их в текущих приложениях. В основном они имеют два основных типа: цифровой оптический переключатель (DOS) и интерферометрический оптический переключатель.
Акустооптический переключатель
В этом типе переключателя акустическая волна используется для управления отклонением света. Поскольку нет подвижных частей, это более надежно. В общем, потери акустооптического переключателя 1×2 ниже 2,5 дБ.
Волноводный оптический переключатель
Волноводный оптический переключатель — это новый тип оптического переключателя, который представляет собой волноводную структуру. Кроме того, в волноводном оптическом переключателе также используются электрооптический, акустооптический, термооптический и магнитооптический эффекты. Благодаря своим малым размерам волноводный оптический переключатель имеет широкое применение в OXC.
Магнитооптический переключатель
Принцип работы магнитооптического переключателя основан на эффекте вращения Фарадея . По сравнению с традиционным механическим оптическим переключателем, магнето имеет преимущества в виде более высокой скорости переключения и более высокой стабильности. Кроме того, по сравнению с другими немеханическими оптическими переключателями, он имеет более низкое напряжение возбуждения и малые перекрестные помехи. Поэтому магнитооптический переключатель станет очень конкурентоспособным типом оптического переключателя в будущем.
Жидкокристаллический оптический переключатель
Принцип работы жидкокристаллического оптического переключателя основан на управлении поляризацией, т. е. один участок, свет отражается поляризацией, в то время как другой путь, свет может пройти. Поскольку оптический коэффициент жидкокристаллического электро высок, он становится наиболее эффективным фотоэлектрическим материалом. Кроме того, скорость переключения жидкокристаллического оптического переключателя может достигать степени субмикросекунды. И с ростом прогресса технологий он может достичь скорости степени наносекунды в будущем.
Оптический обходной переключатель
После обсуждения этих нескольких часто используемых типов оптических коммутаторов вы, возможно, глубже поймете оптический коммутатор. Кроме того, существует оптический коммутатор, который называется оптическим обходным коммутатором. Пользователи часто путаются из-за его названия. Оптический обходной коммутатор — это оптический коммутатор, который имеет функцию защитного переключения. Обычно он используется для восстановления после сбоя сети. Он обеспечивает постоянный и бесперебойный порт доступа для устройств сетевой безопасности и мониторинга. Оптический обходной коммутатор автоматически переключает сетевой трафик через добавленные линейные устройства или обходит устройства, которые собираются удалить. С помощью пульса оптический обходной коммутатор защищает сетевой трафик как от потери сигнала, так и от потери питания на подключенном линейном устройстве. Этот вид технологии оптической коммутации используется во многих других устройствах и широко используется в защите оптических линий PDH, SDH, C/DWDM, систем электросвязи и CATV и т. д.
Применение и перспективы оптических переключателей
Приложение
Оптический коммутатор играет очень важную роль в оптической сети, которая является не только коммутационным ядром ключевого оборудования в сети WDM , но и ключевым компонентом в оптических сетях. Основные области применения оптических коммутаторов следующие:
- Функция защитного переключения – оптические коммутаторы обычно используются для восстановления сети сбоев. При обрыве волокна или другом сбое передачи оптический коммутатор переключает сигнал с основного на альтернативный маршрут. Для этого приложения, по-видимому, наиболее часто используется простейший тип оптического коммутатора 1X2 . Кроме того, оптический коммутатор с функцией обхода может широко использоваться в различных типах шлюзовых устройств в сети. Он защищает от сбоев сети и упрощает обслуживание сети, обеспечивая целостность сети при потере питания. Когда линейные устройства в гигабитной волоконно-оптической сети теряют питание или их необходимо отключить от сети, оптические обходные коммутаторы автоматически переключают сетевой трафик на обходные устройства с меньшей мощностью.
- Мониторинг сети – в удаленной точке тестирования несколько волокон могут быть подключены к OTDR с оптическим коммутатором 1xN. Путем переключения оптического коммутатора можно добиться мониторинга всех волокон. Кроме того, оптический обходной коммутатор поддерживает мониторинг сбоя с любым волоконным линейным устройством, когда он использует тот же источник питания, что и линейный прибор. Пока оптический обходной коммутатор получает питание, он перенаправляет сетевой трафик для подключения линейных устройств. В этом состоянии весь линейный трафик направляется непосредственно на устройство, подключенное к оптическому обходному коммутатору.
- Оптическое тестирование . Подключив оптические компоненты, которые будут тестироваться, к волоконной оптике через оптические коммутаторы 1xN, эти оптические компоненты можно тестировать, контролируя сигнал каждого канала оптических коммутаторов.
- Применимо к OADM и OXC – OADM в основном используется в кольцевой MAN (городской вычислительной сети), что позволяет добавлять один или несколько новых каналов длины волны к существующему многоволновому сигналу WDM и/или удалять один или несколько каналов, передавая эти сигналы на другой сетевой путь. Используя оптические коммутаторы, он может значительно повысить гибкость конфигурации сети. OXC состоит из оптических коммутационных матриц. Он в основном используется для перекрестного соединения в магистральной оптической сети, которая реализует защиту от сбоев, динамическое управление световым путем и гибкие услуги для сетей.
Перспектива
С развитием технологии оптической транспортной сети постоянно появляются новые технологии оптических коммутаторов, в то время как оригинальные технологии оптических коммутаторов продолжают совершенствоваться. Поскольку оптическая сеть передачи данных развивается в направлении сверхвысокой скорости и большой емкости, критическими проблемами могут быть живучесть сети, защитное переключение и восстановление сети. Оптический коммутатор играет важную роль в защите и восстановлении этой области и заполняет пробел. Чтобы лучше соответствовать новому и растущему обновлению сети, размер коммутационной матрицы оптических коммутаторов может продолжать расти в будущем. Кроме того, к скорости переключения оптических коммутаторов будут предъявляться более высокие требования. Одним словом, в будущей сети потребуется оптический коммутатор большой емкости, высокой скорости и с малыми потерями, который будет играть более важную роль в развитии оптической сети.
Еще ни один комментарий не опубликован.