สวิตช์ออปติคัลคืออะไร?

สวิตช์ออพติคอลเป็นอุปกรณ์ที่ถ่ายโอนสัญญาณแสงระหว่างช่องทางต่าง ๆ ในเครือข่ายการสื่อสารเครือข่ายใยแก้วนำแสงได้รับการพัฒนาในศตวรรษที่ 20 เพื่อดำเนินการข้อมูลในปริมาณที่สูงกว่าที่เป็นไปได้ด้วยระบบลวดทองแดงก่อนหน้านี้การเพิ่มการใช้อินเทอร์เน็ตและการขยายโทรศัพท์มือถือและโทรทัศน์ต้องใช้ข้อมูลในปริมาณที่มากขึ้นที่จะจัดการโดยเครือข่ายการสื่อสาร

เมื่อเครือข่ายใยแก้วนำแสงมีสัญญาณไฟจากโทรศัพท์หรือคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นอาจจำเป็นต้องย้ายสัญญาณระหว่างเส้นทางไฟเบอร์ที่แตกต่างกันเพื่อให้บรรลุสิ่งนี้จำเป็นต้องใช้สวิตช์ที่สามารถถ่ายโอนสัญญาณด้วยการสูญเสียเสียงหรือคุณภาพข้อมูลขั้นต่ำเมื่อมีการพัฒนาไฟเบอร์ออปติกเป็นครั้งแรกสิ่งนี้สามารถทำได้ด้วยสวิตช์ไฟฟ้าออพติคอลที่เปลี่ยนสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้าทำหน้าที่สวิตช์และแปลงสัญญาณกลับเป็นรูปแบบแสงระบบนี้เป็นที่ยอมรับสำหรับระบบออปติกไฟเบอร์ต้น แต่ปัญหาที่พัฒนาขึ้นเมื่อความเร็วในการส่งเพิ่มขึ้น

สวิตช์ไฟฟ้ามีข้อ จำกัด บางประการเกี่ยวกับความเร็วในการสลับเมื่อเทียบกับความเร็วของแสงที่ใช้ในการส่งเส้นใยเมื่อข้อกำหนดของข้อมูลเพิ่มขึ้นส่วนไฟฟ้าของสวิตช์ไฟฟ้าออพติคอลสร้างขีด จำกัด สำหรับจำนวนข้อมูลที่สามารถส่งข้อมูลได้จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีสวิตช์ออพติคอลขั้นสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการลบการแปลงไฟฟ้าเมื่อเปลี่ยนสัญญาณไฟ

การปรับปรุงขนาดใหญ่มาพร้อมกับการพัฒนาระบบไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (MEMS) ซึ่งใช้กระจกขนาดเล็กเพื่อถ่ายโอนสัญญาณไฟMEMS เป็นข้อได้เปรียบเหนือสวิตช์ไฟฟ้าออพติคอลเนื่องจากการแปลงเป็นและจากสัญญาณไฟฟ้าไม่จำเป็นการส่งสัญญาณแสงถูกถ่ายโอนโดยตรงระหว่างเส้นใยที่แตกต่างกันในอุปกรณ์ MEMS ช่วยให้ความเร็วในการส่งสัญญาณเทียบเท่ากับไฟเบอร์ออปติก จำกัด จนถึงจุด

MEMS อุปกรณ์ถ่ายโอนสัญญาณโดยสะท้อนสัญญาณแสงจากสายเคเบิลไฟเบอร์ที่เข้ามาจนถึงเส้นใยที่แตกต่างกันกระจกเคลื่อนที่ได้ตัวควบคุมคอมพิวเตอร์จะกำหนดว่าการโทรหรือการสื่อสารข้อมูลกำลังจะไปที่ใดและจำเป็นต้องใช้เส้นใยขาออกเพื่อให้การเชื่อมต่อเสร็จสมบูรณ์ใยแก้วนำแสงที่เข้ามาแต่ละตัวจะมีกระจกอยู่ถัดจากจุดสิ้นสุดของเส้นใยที่ควบคุมโดยมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กเมื่อสัญญาณไฟออกจากเส้นใยมันจะสะท้อนกระจกและไปยังจุดสิ้นสุดของเส้นใยขาออกที่จำเป็นต้องใช้คอมพิวเตอร์สวิตช์เหล่านี้ทำงานได้อย่างรวดเร็วช่วยให้ข้อมูลจำนวนมากถูกส่งผ่านเครือข่ายไฟเบอร์

ปัญหาเกี่ยวกับการออกแบบ MEMS เกิดขึ้นเมื่อ บริษัท ไฟเบอร์ออพติคยังคงขยายระบบการส่งสัญญาณของพวกเขาเมื่อสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกมีขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อรองรับข้อมูลมากขึ้น MEMS เริ่มทำให้เกิดการสูญเสียสัญญาณเนื่องจากกระจกกำลังถ่ายโอนสัญญาณไฟไปยังการเชื่อมต่ออีกมากมายคุณภาพของสัญญาณเริ่มลดลงเมื่อระยะทางระหว่างเส้นใยนานขึ้นการปรับปรุงอย่างหนึ่งคือการสร้างอุปกรณ์ MEMS สามมิติ (3D) ซึ่งมีชุดสวิตช์ซ้อนกันซึ่งช่วยให้สวิตช์แต่ละตัวสามารถจัดการสัญญาณได้น้อยลงโดยใช้ระยะการสลับสั้น ๆ

สวิตช์ออปติคัลชนิดอื่นที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวคือสวิตช์ดิจิตอลโดยใช้ผลึกซิลิกอนเพื่อควบคุมแสงในสวิตช์เหล่านี้จะมีการวางคริสตัลซิลิกอนที่เป็นของแข็งระหว่างคู่ของเส้นใยแสงดัชนีการหักเหของแสงหรือปริมาณที่แสงงอเมื่อผ่านคริสตัลจะเปลี่ยนไปหากใช้ความร้อนเครื่องทำความร้อนขนาดเล็กจะถูกวางไว้ในตำแหน่งตามคริสตัลและเปิดใช้งานเมื่อสัญญาณแสงเข้าเมื่อดัชนีการหักเหของแสงเปลี่ยนสัญญาณแสงสามารถนำไปยังเส้นใยเอาต์พุตที่แตกต่างกันโดยไม่จำเป็นต้องใช้กระจกหรือชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวอื่น ๆคุณภาพของสัญญาณสามารถปรับปรุงได้บนอุปกรณ์ MEMS เนื่องจากกระจกทำให้เกิดการสูญเสียเล็กน้อยที่ไม่เห็นด้วยสวิตช์ดิจิตอล