สวิตช์ออปติคัลสวิตช์&MEMS - ความรู้

ในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงส่วนใหญ่จะใช้ Optical Switch (OS) เพื่อรับรู้การสลับทางกายภาพของสัญญาณออปติคอลหรือการดำเนินการเชิงตรรกะอื่น ๆ ในเส้นทางออปติคอลและมักใช้เป็นอุปกรณ์หลักในการสลับเส้นทางแสงในเทคโนโลยีการเชื่อมต่อแบบออปติคัล

สวิตช์ออปติคัลมี Windows ส่งผ่านที่เป็นทางเลือกหนึ่งรายการขึ้นไปและสามารถแบ่งออกเป็น 2 × 2, 1 × N และการกำหนดค่าพอร์ต M × N สวิตช์ออปติคอลใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงและเทคโนโลยีการทำให้เป็นจริงนั้นมีหลากหลาย สวิตช์ออปติคัลเชิงกลและสวิตช์ออปติคอล MEMS เป็นสวิตช์ออปติคัลสองชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน

สวิตช์ออปติคัลเชิงกล

สวิตช์ออปติคัลเชิงกลทำงานโดยการเคลื่อนที่ของเส้นใยแสงโดยใช้อุปกรณ์ทางกลเพื่อเปลี่ยนเส้นทางสัญญาณแสง โดยใช้ปริซึมเคลื่อนที่หรือตัวเชื่อมต่อทิศทางไฟอินพุตจะถูกส่งไปยังพอร์ตเอาต์พุตที่ต้องการ สวิตช์ออปติกเชิงกลมีสามประเภทหลัก ๆ ได้แก่ การสลับปริซึมการสลับกระจกและการสลับใยแก้วนำแสงแบบเคลื่อนที่

Mechanical optical switch

สวิตช์ออปติคัล MEMS

สวิตช์ออปติคอล MEMS ใช้ระบบไมโครอิเล็กโทรกล ใช้กระจกขนาดเล็กแบบออปติคัลหรืออาร์เรย์กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลเพื่อเปลี่ยนทิศทางการแพร่กระจายของลำแสงเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนเส้นทางแสง หลักการของสวิตช์ออปติคัล MEMS นั้นง่ายมาก เมื่อทำการแลกเปลี่ยนแสงไฟอินพุตสามารถเปลี่ยนไปยังปลายเอาต์พุตที่แตกต่างกันของสวิตช์ออปติคัลได้โดยการย้ายหรือเปลี่ยนมุมของกระจกเงาขนาดเล็ก MEMS ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าสถิตหรือพลังงานแม่เหล็กเพื่อให้ทราบถึงสวิตช์และเปิด / ปิดเส้นทางแสง . แผนผังแสดงในรูปต่อไปนี้:

MEMS optical switch operating principle

หลักการของสวิตช์ออปติคัลพอร์ต 2 × 2 ที่ใช้เทคโนโลยี MEMS แสดงไว้ในรูป ท่อนำคลื่นออปติคอลสี่ตัวตั้งอยู่ในสี่ทิศทางและกระจกขนาดเล็ก MEMS แนวตั้งตั้งไว้ที่มุม 45 ° เมื่อกระจกขนาดเล็กไม่เกี่ยวข้องกับเส้นทางแสงคานจากท่อนำคลื่น 1 และ 2 จะเชื่อมต่อกับท่อนำคลื่น 3 และ 4 ตามลำดับและสถานะการเชื่อมต่อพอร์ตคือ 1 → 3 และ 2 → 4 ซึ่งเป็นสถานะตรง เมื่อใส่กระจกเงาขนาดเล็กลงในเส้นทางแสงลำแสงจากท่อนำคลื่น 1 และ 2 จะสะท้อนโดยกระจกเงาขนาดเล็กและเชื่อมต่อกับพอร์ต 4 และ 3 ตามลำดับ สถานะการเชื่อมต่อของพอร์ตคือ 1 → 4 และ 2 → 3 ซึ่งเป็นสถานะข้าม

MEMS optical switch

หลักการทำงานของสวิตช์ออปติคัล MEMS พอร์ต 2 × 2 รูปซ้าย: สถานะตรงรูปขวา: สถานะข้าม

สวิตช์ออปติคัลเชิงกล&แอมป์; การเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของสวิตช์ออปติคัล MEMS

การเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสีย

ข้อดี

ข้อเสีย

สวิตช์ออปติคัลเชิงกล

การสูญเสียการแทรกต่ำ

ระดับการแยกสูง

GG # 39 เป็นอิสระจากความยาวคลื่นและโพลาไรซ์

กระบวนการผลิตและเทคโนโลยีเติบโตเต็มที่

เวลาดำเนินการสลับนาน

ปริมาณมากไม่เอื้อต่อการสร้างเมทริกซ์สวิตช์ออปติคอลขนาดใหญ่

สวิตช์ออปติคัล MEMS

ปริมาณน้อยบูรณาการสูง

ความยืดหยุ่นสูง

การสูญเสียโพลาไรซ์ต่ำ

ความเร็วในการเปลี่ยนที่รวดเร็ว

ต้นทุนสูง

กระบวนการผลิตและข้อกำหนดทางเทคนิคสูง

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการสื่อสารด้วยแสงบทบาทของการเชื่อมต่อโครงข่ายออปติคัลและการแลกเปลี่ยนออปติคัลเนื่องจากโหนดเครือข่ายออปติคัลมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ และการประยุกต์ใช้สวิตช์ออปติคัลก็กว้างขวางมากขึ้นเรื่อย ๆ สวิตช์ออปติคัล MEMS มีข้อดีของความเร็วในการเปลี่ยนที่รวดเร็วและการขยายตัวที่ง่ายและมีข้อดีของการสูญเสียการแทรกต่ำ crosstab ต่ำ ความไวโพลาไรซ์ต่ำอัตราส่วนการสูญพันธุ์สูงและสวิตช์ท่อนำคลื่นที่มีความเร็วในการเปลี่ยนสูงปริมาณขนาดเล็กและการรวมขนาดใหญ่ที่ง่ายดาย มันจะเป็นเทรนด์หลักในการพัฒนาสวิตช์เครือข่ายออปติคัลสวิตช์ความจุสูง