Волоконно-оптические коммутаторы представляют собой устройства, предназначенные для управления и направления оптических сигналов в оптических системах. Они способны осуществлять переключение световых потоков между различными оптическими каналами. Данные устройства находят применение в разнообразных областях, включая:
-
Коммуникационные системы (классические и квантовые);
-
Измерительные и научные приборы;
-
Защиту от электромагнитных помех;
-
Радиосвязь и оптические технологии;
-
Медицинскую отрасль.
Основные технические характеристики волоконно-оптических коммутаторов включают:
-
Рабочий диапазон длин волн: устройства функционируют в спектральном диапазоне от ультрафиолетового до инфракрасного излучения.
-
Время переключения: варьируется от 10 наносекунд до 1 секунды.
-
Режимы работы: существуют коммутаторы как с фиксированным положением, так и без него.
-
Уровень вносимых потерь: варьируется в пределах от 0,4 до 5 дБ.
-
Ресурс коммутатора: количество возможных переключений варьируется от 10 миллионов до более чем 100 триллионов.
Дополнительные параметры, влияющие на эксплуатационные характеристики коммутаторов:
-
Уровень интерференции: показатель, характеризующий количество света, попадающего в соседние оптические каналы.
-
Влияние поляризации: характеристика, отражающая изменения в оптическом сигнале при изменении поляризационных параметров.
-
Зависимость от длины волны: параметр, демонстрирующий изменения в сигнале в зависимости от длины волны.
-
Повторяемость переключения: показатель, отражающий точность и стабильность процесса переключения сигнала.
-
Максимальная оптическая мощность: варьируется в диапазоне от 10 до 500 мВт для стандартных коммутаторов и до 5-10 Вт для высокомощных моделей.
На современном рынке представлено множество типов волоконно-оптических коммутаторов, классифицируемых по принципу действия:
Микромеханические коммутаторы
Эти устройства функционируют на основе физического перемещения механических элементов. Основные характеристики:
-
Высокая скорость переключения (3-10 мс);
-
Длительный срок службы (до 10 миллионов переключений);
-
Низкая стоимость;
-
Возможность реализации как с фиксированным, так и без фиксированного положения.
Микромеханические коммутаторы подходят для использования в ситуациях, где требуется баланс между скоростью, стоимостью и надежностью, например, в системах резервного интернета или учебных лабораториях.
MEMS-коммутаторы
Эти устройства используют микроэлектромеханические системы для управления оптическими сигналами. Основные характеристики:
-
Высокая скорость переключения (2-10 мс);
-
Исключительная надежность (до 1 триллиона переключений);
-
Компактные размеры;
-
Отсутствие необходимости в активном охлаждении.
MEMS-коммутаторы являются оптимальным выбором для применения в научных исследованиях, телекоммуникационных системах и медицинских устройствах.
Магнитооптические коммутаторы
Эти устройства осуществляют переключение оптического сигнала путем изменения плоскости поляризации с помощью магнитного поля. Основные характеристики:
-
Высокая скорость переключения (10 мкс);
-
Исключительно долгий срок службы (более 100 триллионов переключений);
-
Отсутствие подвижных механических частей;
-
Возможность реализации с фиксированным положением.
Магнитооптические коммутаторы применяются в задачах, требующих высокой точности и долговечности, а также в научных исследованиях.
Электрооптические коммутаторы
Данные устройства управляют оптическим сигналом путем изменения состояния электрооптического модулятора. Основные характеристики:
-
Экстремально высокая скорость переключения (от 10 до 100 нс);
-
Долгий срок службы (более 100 триллионов переключений);
-
Отсутствие подвижных механических частей;
-
Невозможность реализации с фиксированным положением.
Электрооптические коммутаторы обладают высокой стоимостью и могут иметь значительные потери сигнала.
Полупроводниковые коммутаторы
Эти устройства основаны на использовании полупроводниковых материалов для управления оптическим сигналом. Основные характеристики:
-
Отсутствие зеркальных резонаторов;
-
Специальное покрытие для минимизации потерь;
-
Высокий уровень затухания сигнала (от 40 до 80 дБ).
Полупроводниковые коммутаторы применяются в качестве простых оптических затворов.
Топология и количество каналов
Волоконно-оптические коммутаторы могут иметь различные топологические схемы и количество каналов:
-
Bypass: для реализации резервного копирования;
-
Dual: с двумя оптическими каналами;
-
Octo: с восемью оптическими каналами;
-
NxM: матричные коммутаторы с произвольным количеством входных и выходных каналов.
Конструктивные особенности
Коммутаторы могут иметь различные конструктивные исполнения и габариты:
-
Настольные модели;
-
Промышленные решения;
-
Компоненты для серверного оборудования;
-
Модули для производителей.
Решения от компании «ЛЛС»
Компания «ЛЛС» предлагает широкий ассортимент волоконно-оптических коммутаторов от ведущих мировых производителей, таких как Sercalo, Agiltron и других.
