Optisk switch-tutorial från FOCC
Vad är en optisk switch?
Optical Switch är en switch som gör det möjligt att selektivt växla signaler i optiska fibrer eller integrerade optiska kretsar (IOC) från en krets till en annan inom telekommunikation. Bort från telekom är en optisk switch den enhet som faktiskt växlar ljus mellan fibrer, och en fotonisk switch är en som gör detta genom att utnyttja icke-linjära materialegenskaper för att styra ljus (dvs för att växla våglängder eller signaler inom en given fiber).
En optisk omkopplare kan arbeta med mekaniska medel, såsom fysiskt förskjutning av en optisk fiber för att driva en eller flera alternativa fibrer, eller genom elektrooptiska effekter, magneto-optiska effekter eller andra metoder. Långsamma optiska omkopplare, såsom de som använder rörliga fibrer, kan användas för alternerande dirigering av en optisk switchtransmissionsväg, såsom dirigering runt ett fel. Snabba optiska switchar, såsom de som använder elektro-optiska eller magneto-optiska effekter, kan användas för att utföra logiska operationer; ingår också i denna kategori optiska halvledarförstärkare, som är optoelektroniska enheter som kan användas som optiska switchar och integreras med diskreta eller integrerade mikroelektroniska kretsar.
(Referens: WIKIPEDIA)
Optisk växlingsteknik
Optisk växlingsteknik som en viktig grund för all-optisk kommunikationsnätverksteknik, dess utveckling och tillämpning kommer att påverka utvecklingsriktningen för framtida optiska kommunikationsnätverk. Så, hur fungerar det?
Optiska signaler multiplexeras på tre sätt, rymddelning, tidsdelning och WDM. Motsvarande optiska omkopplingsmetoder rumsdelningsomkoppling, tidsdelningsomkoppling och vågdelningsomkoppling för att slutföra de tre multiplexerade kanalerna.
Rymdivisionsomkoppling
Det är domänbytesutrymmet på den optiska signalen, de grundläggande funktionella komponenterna i den rumsliga ljusomkopplaren. Rumslig ljusomkopplare är principen för optiska omkopplingskomponenter grindmatningsomkopplare kan vara i vilken som helst av flera inmatade multipla utgångsfibers etablerade bana. Den kan utgöra en tom spektroskopisk omkopplingsenhet, och andra typer av omkopplare kan också tillsammans utgöra en tidsdelningsomkopplingsenhet eller vågstjärnor. Tomma spektralomkopplare har i allmänhet både fiberbaserad och rymdbaserad rymddelningsomkoppling är en uppdelning av byteutrymme.
Time Division-växling
Denna multiplexerade signalmultiplexeringsmetod är ett kommunikationsnätverk, en kanal är uppdelad i ett antal olika tidsluckor, varje optisk vägsignaldistribution upptar olika tidsluckor, en basbandskanal för att passa den höghastiga optiska dataströmöverföringen. Behöver använda tidsdelning för att byta tidslucka. Ingångssignalens tidsluckeväxlare skrivs sekventiellt till den optiska bufferten och läses sedan ut i enlighet med fastställd ordning, varigenom en en ram vid varje tidslucka byts till en annan tidslucka och utgångarna avslutade tidsutbytesprogrammet. Vanligtvis kan bistabila lasrar användas som en optisk buffert, men det är bara bitutmatningen och kan inte möta behovet av höghastighetsomkoppling och stor kapacitet. Medan den optiska fiberfördröjningslinjen är en mer tidsdelningsomkopplingsanordning, matar den tidsdelade multiplexerade signalljuset in till den optiska splitteren, så att var och en av dess utgångskanaler endast är en ljussignal med samma tidslucka, då kombineras dessa signaler genom en annan optisk fördröjningslinje, efter en signal av typen av fördröjningslinje för att erhålla en annan tidsfördröjning, passar den slutliga kombinationen innan signalerna multiplexeras med den ursprungliga signalen och därmed fullbordar en tidsdelningsomkoppling.
Wave Division Switching
Skickas i WDM-system, källan och destinationen krävs för att överföra signaler med samma våglängd, såsom icke-multiplexerad så multiplexerad i våglängdsdelning multiplexeringsteknologi används i stor utsträckning i det optiska transmissionssystemet, varvid varje multiplexterminal använder ytterligare multiplexorer, vilket ökar systemet kostnad och komplexitet. I WDM-systemet kommunicerar vågspektralutbyte i mellanliggande överföringsnoder, för att möta inga ytterligare enheter för att uppnå våglängdsdelning-multiplexeringssystemkälla och destination med varandra, och du kan spara systemresurser, förbättra resursutnyttjandegraden. Vågspektroskopiskt kopplingssystem första ljusvågsignals demultiplexer är uppdelad i plural vågdelning krävs för att utbyta våglängdskanalerna i varje kanal våglängd som byter den sista signalen erhållen efter multiplexering bestående av en tät vågdelningsmultiplexeringssignal från en optisk utgång, som utnyttjar egenskaper hos det fiberoptiska bredbandet, lågförlustband som multiplexerar flera optiska signaler, vilket förbättrar användningen av fiberkanalen kraftigt för att förbättra kommunikationssystemets kapacitet.
Det finns också hybridomkopplingstekniker som används i storskalig kommunikationsnätverk i en mångfald av den optiska sökväxlingstekniken, en blandning av flernivålänkanslutning. I storskaliga nätverk måste vara flerkanalssignaldelare och sedan komma åt olika länk, vilket gör att fördelarna med våglängdsdelning multiplexering inte kan spela, så att använda våglängdsdelning multiplexeringsteknologinivåer som kopplar länk, och sedan rymddelningskopplingsteknik som används i alla nivåer av länkutbyte för att slutföra gränssnittet mellan länken, slutligen destination och sedan våg av utbytet av teknisk utgång motsvarande optiska signaler, signal kombinerad slutlig delutgång. Kombinationsteknologi för blandad användning blandad, luftseparation - efter midnatt - våglängdsdelning blandad flera minuter - timmars blandning, luftseparation - våglängdsdelning.
All-Optical Network Switching Technology
För att realisera all optisk nätverksväxling är den första att använda kretsomkopplarbaserad optisk add-drop multiplexing (OADM) och OXC (optisk tväranslutning) -teknologi för att uppnå våglängdsomkoppling och sedan ytterligare förverkligande av optisk packad switching.
Våglängdsomkoppling är baserad på våglängd i enheter för den switchade domänen för optisk krets, våglängdsomkoppling av optiska signaler för att tillhandahålla änd-till-än-routing och våglängdsfördelningskanal. Våglängdsomkopplare är att använda motsvarande nätverksnodutrustning, optisk add-drop multiplexing optisk tväranslutning. Optisk add-drop-multiplexering av arbetsprincipen är baserad på alla optiska nätverksnoder som släpper och infog den önskade våglängdsvägen. Dess huvudbeståndsdelar i multiplexerns avstämningsmultiplexer, såväl som optiska omkopplare och inställbar harmonisk osv. Optisk add-drop-multiplexering av arbetsprincipen och den synkroniserade digitala hierarkin (SDH) -multiplexers separata interpoleringsfunktionen är liknande, men i tiden domän, medan den andra agerar i den optiska domänen. Den optiska tväranslutningen och det synkrona digitala systemet för digitala anslutningar (DXC) liknar effekten, men för att uppnå tväranslutningen till passagen i våglängden vid vilken den optiska nätverksnoden.
Optisk våglängd för att utbyta väsentligen på kontoret kontingent är inte effektiv optisk omkoppling, anslutningsorienterad attribut det etablerade våglängd kanal omfördelning för att uppnå maximal utnyttjande effektivitet kan inte uppnås, även om kommunikationen är inaktiv. Optisk paketomkoppling kan implementeras med en minimal växling av granularitetsmultiplexering av bandbreddresurser, vilket förbättrar kommunikationseffektiviteten hos det optiska nätverket. Optisk paketomkoppling är i allmänhet lätt och transparent paketomkopplad (OTPS), optisk burstomkoppling (OBS) och optisk etikettomkoppling (OMPLS). Det optiska genomskinliga paketomkopplingsegenskaperna är paketets längd är fast, användningen av synkron omkopplingssätt, behovet av alla ingångspaket synkroniseras i tid, vilket ökar den tekniska svårigheten och ökar användningen av kostnaderna. Den optiska överföringen brast användningen av en styrinformation för paketdataöverföring med variabel längd och separerad i tid och utrymme för att övervinna bristerna i synkroniseringstiden, men det är möjligt att generera paketförlustproblemet. Optisk etikettomkoppling utförs för att lägga till en tagg i IP-paketet i kärnnätverkets åtkomstpaket och routingsmetoden enligt taggen i kärnnätverket.
Även om kommunikationstillfället för optisk växling kräver en högre (i allmänhet mer än 10 Gbps) är mer lämpad för lägre överföringskostnader och större systemkapacitet kan uppnås; via digital överföringshastighet när systemkraven kräver en lägre överföringshastighet (2,5 Gbps eller mindre), kan anslutningskonfigurationen mer flexibel åtkomst vara mer lämplig att använda det gammaldags sättet för fotoelektrisk omvandling. Därför bör den praktiska tillämpningen av strömmen väljas i enlighet med applikationsscenarierna lämplig systeminstallation.
Med framtidens teknikutveckling och kommunikationsnätverk kommer optisk växlingsteknik att vara mer innovativ och effektivare sätt för fotokemisk kommunikationsnätverk att bidra till att bli en viktig del av social utveckling och människors liv.
Typer av optiska växlar
Optiska omkopplare kan delas in i mekaniska och icke-mekaniska enligt körmetoderna.
Mekanisk optisk omkopplare förlitar sig på rörelsen av optiska fibrer eller optiska element för att konvertera den optiska vägen, såsom en mobil optisk fibertyp, flytta hylsan för att flytta linsen (inklusive speglar, prismor och självfokuserande lins). Den största fördelen med den här typen av optisk switch är låg insättningsförlust och låg korsning. Dess nackdel är långsam och lätt att bära, lätt att vibrera, stötdämpningar.
Icke-mekanisk optisk omkopplare förlitar elektro-optisk, magneto-optisk, termo-optisk och andra effekter för att ändra brytningsindex för den optiska vågledaren, den optiska vägen ändras, såsom elektro-optisk switch, magneto-optisk switch och termo- optisk switch. Denna typ av optisk switch har god repeterbarhet, snabb växlingshastighet, hög tillförlitlighet, lång livslängd och andra fördelar, och liten storlek, kan monolitiskt integreras. Nackdelen är att insättningsförlusten och övergångsförmågan inte är idealisk, vilket borde förbättras.
Här är tre vanliga optiska switchar.
Optomekanisk switch
Optomekanisk switch är den äldsta typen av optisk switch och den mest distribuerade vid den tiden. Dessa enheter uppnår omkoppling genom att flytta fiber eller andra bulkoptiska element med hjälp av stegmotorer eller reläarmar. Detta gör att de är relativt långsamma med kopplingstider inom intervallet 10-100 ms. De kan uppnå utmärkt tillförlitlighet, införingsförlust och övergångssteg. Vanligtvis kolliderar optomekaniska optiska switchar den optiska strålen från varje ingångs- och utgångsfiber och förflyttar dessa kollimerade strålar runt inuti enheten. Detta möjliggör låg optisk förlust och möjliggör avstånd mellan ingångs- och utgångsfibrerna utan skadliga effekter. Dessa enheter har mer bulk jämfört med andra alternativ, även om nya mikromekaniska enheter övervinner detta.
Termo-optisk switch
Termooptiska switchar baseras normalt på vågledare tillverkade i polymerer eller kiseldioxid. För drift förlitar de sig på bytet av brytningsindex med temperatur skapad av en resistiv värmare placerad ovanför vågledaren. Deras långsamhet begränsar dem inte i nuvarande applikationer.
El-optisk switch
Dessa är typiskt halvledarbaserade, och deras funktion beror på förändringen av brytningsindex med elektriskt fält. Denna egenskap gör dem till i hög grad snabba enheter med låg energiförbrukning. Varken de elektrooptiska eller termo-optiska omkopplarna kan emellertid matcha införingsförlusten, bakrereflektionen och långvarig stabilitet hos optomekaniska optiska omkopplare. Den senaste tekniken innehåller all-optiska switchar som kan korsa samman fibrer utan att översätta signalen till den elektriska domänen. Detta ökar växlingshastigheten kraftigt, så att dagens telekom och nätverk kan öka datahastigheterna. Emellertid är denna teknik först nu under utveckling, och distribuerade system kostar mycket mer än system som använder traditionella optomekaniska switchar.
Optiskt switchskyddssystem för DWDM-nätverkssäkerhet
Det optiska switchskyddssystemet för säkerheten i kommunikationsnätet ger en uppsättning ekonomiska, praktiska lösningar, bildandet av en icke-blockerande, hög tillförlitlighet, flexibel, katastrofförmåga för det optiska kommunikationsnätverket. Optiskt växlingsskyddssystem med automatisk växling och nätverkshantering stationer, kan du uppnå ljus switch switch, övervakning och den optiska vägen för den optiska kraften nödutskick tre huvudfunktioner.
DWDM-system i bagageutrymmet och det lokala fiberoptiska överföringsnätet har ett stort antal applikationer. På grund av mängden trafik som fokuseras på vikten av säkerhet kommer mer och mer uppmärksamhet i händelse av fullt motstånd att påverka alla affärsnätverk som värd. DWDM-nätverkssäkerhet har alltid varit det viktigaste i överföringsunderhållsarbetet. DWDM-skyddstekniken har dock sina egna begränsningar problem som inte flexibla, stora investeringar och effekten är inte idealisk. Då kommer den optiska switchskyddet att spela en mycket viktig roll i DWDM-nätverkssäkerhet.
Kontrollmodulen för det optiska switchens skyddssystem är en uppsättning optiska switchar, övervakning av optisk effekt, stabil ljuskällövervakning i en av de höga integrationsmodulerna. Optisk effektövervakningsmodul och koordination av styrmodul för optisk switch, val av delningsförhållande på 97: 3 är mer lämpligt på bagageutrymmet, motsvarande cirka 0,2 dB dämpning på transmissionslinjen; den optiska omkopplarmodulen innehåller 1 × 2 eller 2 × 2 optisk switch, styrd av omkopplaren mellan huvud- och back-up routing.
Realtidsövervakning av den optiska kraftövervakningsmodulen kommunikation optisk fiberoptisk effektvärde rapporterad till huvudkontrollmodulen; analys och jämförelse av huvudkontrollmodulen, fann att värdeförändringen för den optiska kraften överskrider en förinställd tröskelomkoppling omedelbart utfärdade instruktioner till den optiska switchmodulen; optisk växelmodul enligt direktivet har direkt kopplingsåtgärder inträffat. För att uppnå en kopplingsoperation.
Den optiska vägen växlar automatiskt skyddsutrustning involverad i trunktransmissionssystemet påverkade inte transmissionsegenskaperna. I själva verket, kopplingsutrustning involverad i den optiska omkopplaren och dela bara två passiva optiska enheter.
Den ena änden av omkopplingsenheten är ansluten till sändtagaren i transmissionssystemet, den huvudsakliga fiberoptiska kabeln och reservkabeln, respektive anslutna till två utgångar på den 2 × 2 optiska omkopplaren. När den optiska vägen inträffar när den optiska effekten är onormal, växlas den optiska omkopplaren automatiskt till den alternativa rutten.
Det är underförstått att det optiska switchskyddssystemet har följande fördelar. Snabb växlingshastighet, den optiska omkopplarens hastighet levereras 5 ms, plus systemanalys, responstiden för en enstaka kopplingstid på mindre än 20ms, omkopplingstiden på mindre än 50ms för hela systemet, den grundläggande kopplingsoperationen kan göras utan att avbryta kommunikationen, för att uppnå skyddsnivå i företagsklass.
Omkoppling, hög tillförlitlighet, implementerad genom optisk kraftövervakning, för att undvika falskt larm för den optiska ramen, se till att omkopplad bedömning är korrekt. Reservfiberövervakningsövervakning för att säkerställa omkopplarens giltighet och fortsätta att övervakas efter att ha bytt den optiska vägen.
Nödsändningsfunktion, helt enkelt byta kommando från programmet, kan du distribuera routing för att underlätta förverkligandet av icke-blockerande cutover och line underhållsarbete. Omkopplingsanordningen för ett överföringssystem är transparent, dvs omkopplingsanordningen kräver inte den typ av överföringssystem som kan använda varken SDH eller DWDM.
Det optiska omkopplarskyddet DWDM är en ekonomisk och säker linjeskyddsmetod, men det lätt automatiska skyddssystemets ingripande till DWDM-system, det finns många frågor att tänka på. Splitter 97: 3-spektral, optisk omkopplingsenhets införingsförlust är ungefär 2 dB interferensljusomkopplingsanordning, systemet har en ytterligare tvåfibrershoppare vars fiberinföringsförlust uppskattas till 1 dB, så hela kopplingsanordningen Interventionellt teoretiskt maximalt kommer att ge 3dB dämpning och många fall av praktisk användning endast i 1,5-2,5 dB.
Optiskt automatiskt växlingssystem för DWDM-linjeskyddet är både säkra och ekonomiska skyddsmedel. Framtiden, när nätets storlek fortsätter att expandera, kommer skyddssystem för optiska switchar att spela en viktigare roll för att uppfylla kraven i bedömningsindikatorerna, för att förbättra överföringsnätets drift.
FOCC: s lösning för optisk switch
FOCC: s optiska omkopplare är baserade på Opto-Mechanical-teknik med beprövad tillförlitlighet och finns som optisk switch 1 × 1, 1 × 2, 2 × 2 Non-Locking, Locking, Single-mode, Multimode versioner. Förutom dessa högpresterande Opto-Mechanical switch-lösningar, om du vill köpa andra typer som termo-optiska och elektrooptiska, kontakta försäljningen för specialanpassad service.
Tillgänglig konfiguration
1X1 Mekanisk 1X2 Mekanisk
1X4 Mekanisk 1X8 Mekanisk
1X16 Mekanisk 2X2 Mekanisk
2X2B Mechanical 2X2BA Mechanical
D1X2 Mechanical D2X2 Mechanical
D2X2B Mekanisk
Tillgängligt läge
Singelläge
Multi
Tillgänglig kontrollmodell
Låsning
Icke-lantching
