Mathau o switshis optegol mecanyddol
1. Switshis optegol sy'n seiliedig ar bilen
Strwythur:Mae'r math hwn o switsh yn defnyddio pilen denau, hyblyg (wedi'i gwneud yn nodweddiadol o ddeunyddiau fel silicon neu bolymer) sy'n symud o dan rym cymhwysol . Gall y bilen anffurfio pan fydd actuator yn gweithredu pwysau, sy'n arwain at symud ffibr optegol neu drawst {{{1}
Egwyddor Weithio:
Pan roddir foltedd neu rym i'r actuator (piezoelectric fel arfer), mae'r bilen yn plygu, naill ai'n gwneud neu'n torri cysylltiad optegol .
Mae'r plygu hwn yn ailgyfeirio'r trawst golau o un llwybr i un arall .
Manteision:
Maint Compact:Yn addas ar gyfer cymwysiadau lle mae lle yn gyfyngedig .
Defnydd pŵer isel:Mae angen lleiafswm o bŵer ar gyfer gweithredu .
Cyfyngiadau:
Cyflymder newid isel:Yn nodweddiadol arafach na mathau eraill o switshis mecanyddol .
Capasiti newid cyfyngedig:Yn aml ni ddefnyddir pilenni mewn systemau gallu uchel lle mae newid cyflym yn angenrheidiol .
2. Switshis optegol cylchdro
Strwythur:Mae'r switshis hyn yn defnyddio drych cylchdroi, lens, neu brism i newid cyfeiriad y signal optegol .
Egwyddor Weithio:
Mae'r llwybr optegol yn cael ei newid trwy gylchdroi'r drych neu'r lens . Cyfeirir y signal golau at wahanol ffibrau allbwn neu lwybrau optegol yn seiliedig ar safle'r drych neu'r lens .
Yn nodweddiadol, mae'r cylchdro yn cael ei reoli gan fodur stepper neu fecanwaith servo .
Manteision:
Manwl gywirdeb:Yn darparu cywirdeb uchel wrth ailgyfeirio'r signal .
Cyflymder:Yn gallu newid yn gyflymach na switshis sy'n seiliedig ar bilen .
Cyfyngiadau:
Maint:Mae'r switshis hyn yn tueddu i fod yn fwy ac yn fwy swmpus oherwydd y rhannau symudol .
Cymhlethdod:Mae'r mecanwaith yn fwy cymhleth, sy'n gofyn am raddnodi a chynnal a chadw gofalus .
3. Switshis optegol tiwniadwy
Strwythur:Mae switshis optegol tiwniadwy yn defnyddio lensys tunadwy, ffibrau optegol, neu gyplyddion ffibr i newid y llwybrau golau .
Egwyddor Weithio:
Mae lens tiwniadwy yn addasu ffocws neu safle golau, tra bod cyplyddion ffibr yn addasu'r cyfernod cyplu i benderfynu pa ffibr fydd yn trosglwyddo'r signal .
Mae'r llwybr optegol wedi'i addasu'n ddeinamig, gan ganiatáu i'r switsh ail -gyflunio ei hun yn ôl yr angen .
Manteision:
Ad -drefnu Dynamig:Mae'r switshis hyn yn caniatáu ar gyfer addasu amser real, sy'n ddelfrydol mewn rhwydweithiau deinamig .
Manwl gywirdeb uchel:Gall cydrannau tunable sicrhau rheolaeth wych ar y llwybr signal .
Cyfyngiadau:
Cost:Mae switshis tunable yn aml yn ddrytach oherwydd eu technoleg uwch .
Cyflymder:Er eu bod yn gyflymach na switshis wedi'u seilio ar bilen, efallai y bydd ganddynt hwyrni o hyd o gymharu â switshis electronig yn unig .
4. Switshis optegol wedi'u seilio ar MEMS (systemau micro-electro-fecanyddol)
Strwythur:Mae switshis MEMS yn defnyddio cydrannau mecanyddol ar raddfa ficro, fel drychau, ysgogiadau, neu golfachau, sy'n cael eu symud gan rymoedd electrostatig neu ficro moduron .
Egwyddor Weithio:
Mae switshis wedi'u seilio ar MEMS yn defnyddio drychau bach sy'n gallu gogwyddo neu ail-leoli i newid y llwybr golau .
Mae'r drychau hyn fel arfer yn cael eu rheoli gan actiwadyddion electrostatig sy'n ymateb i signalau trydanol .
Manteision:
Compact ac ysgafn:Mae switshis MEMS yn fach iawn ac yn ysgafn, gan eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer systemau cryno .
Perfformiad uchel:Yn gallu newid amseroedd cyflym, gan eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau cyflym .
Cyfyngiadau:
Gwisgo a rhwygo:Oherwydd y rhannau symudol, gall switshis MEMS wisgo allan dros amser, yn enwedig mewn cymwysiadau newid amledd uchel .
Defnydd pŵer:Er eu bod yn isel yn gyffredinol, gall switshis MEMS ddefnyddio mwy o bwer wrth eu defnyddio mewn rhwydweithiau deinamig iawn .
Egwyddor weithio fanwl
Mae egwyddor weithredol switshis optegol mecanyddol yn seiliedig ar drin cydrannau optegol yn gorfforol i newid llwybr golau . Dyma ddadansoddiad o'r broses:
Lluosogi ysgafn:
Mae golau yn mynd i mewn i'r switsh o ffibr optegol neu donnau tonnau .
Gall y switsh gynnwys drychau, lensys, neu ffibrau optegol sydd wedi'u trefnu i naill ai ganiatáu i'r golau basio trwyddo neu ei ailgyfeirio .
Active:
Defnyddir actuator (fel dyfais piezoelectric, electromagnet, neu fodur) i symud cydrannau yn gorfforol y tu mewn i'r switsh, megis drychau, lensys, neu ffibrau .
Rheolir yr actuator trwy signalau electronig sy'n pennu union leoliad y cydrannau optegol .
Newid:
Mae'r cydrannau actio naill ai'n cyfeirio'r golau tuag at lwybr allbwn penodol (ffibr neu donnau) neu'n ei rwystro .
Mae'r mecanwaith yn sicrhau bod y signal naill ai'n cael ei drosglwyddo neu ei ddargyfeirio fel sy'n ofynnol gan y system .
Ad -drefnu:
Mae llawer o switshis mecanyddol yn ail -gyfluniadwy, sy'n golygu y gallant newid rhwng sawl llwybr yn seiliedig ar alw . Mae hyn yn arbennig o ddefnyddiol mewn rhwydweithiau optegol deinamig, lle mae anghenion llwybro yn newid yn seiliedig ar lwyth traffig .
Ceisiadau manwl
1. Rhwydweithiau telathrebu
Cais:Defnyddir switshis optegol mecanyddol yn helaeth mewn rhwydweithiau optegol i gysylltu neu ddatgysylltu ffibrau optegol yn seiliedig ar y galw .
Enghraifft:Mewn system amlblecsio rhaniad tonfedd trwchus (DWDM), mae'r switshis hyn yn caniatáu cyfeirio tonfeddi gwahanol i wahanol lwybrau yn seiliedig ar y gofynion lled band .
2. Canolfannau Data
Cais:Mewn canolfannau data mawr, mae switshis optegol yn helpu i reoli'r seilwaith ffibr optegol, gan sicrhau bod data'n cael ei gyfeirio'n effeithlon ar draws gweinyddwyr a systemau storio .
Enghraifft:Defnyddir switshis optegol mecanyddol i ddarparu cysylltiadau lled band uchel rhwng gweinyddwyr a araeau storio mewn canolfannau data, gan leihau hwyrni a gwella trwybwn .
3. Prosesu signal optegol
Cais:Defnyddir switshis optegol mecanyddol mewn amlblecswyr ychwanegol-gollwng optegol (OADMs) a chroes-gysylltiadau optegol (OXCs) i reoli llwybrau signal mewn rhwydweithiau optegol .
Enghraifft:Defnyddir y switshis hyn mewn systemau sy'n gofyn am ychwanegu neu dynnu tonfeddi penodol o signal optegol .
4. Synwyryddion ffibr-optig
Cais:Mae switshis mecanyddol yn chwarae rôl wrth gyfarwyddo golau mewn systemau synhwyrydd ffibr-optig, megis mewn tymheredd dosbarthedig neu synwyryddion straen .
Enghraifft:A ddefnyddir mewn systemau synhwyrydd ar gyfer monitro iechyd strwythurol, lle gall y switsh newid llwybr golau i fonitro gwahanol rannau o strwythur .
5. Ceisiadau Meddygol
Cais:Mewn systemau delweddu meddygol fel tomograffeg cydlyniant optegol (OCT), defnyddir switshis optegol mecanyddol i gyfeirio golau i'r meinwe sy'n cael ei delweddu ac yna'n ôl i'r synhwyrydd .
Enghraifft:Gall systemau OCT ar gyfer delweddu anfewnwthiol o feinweoedd ddefnyddio switshis optegol mecanyddol i newid ffocws y golau heb yr angen am ymyrraeth â llaw .
6. Milwrol ac awyrofod
Cais:Defnyddir y switshis hyn mewn systemau cyfathrebu diogel lle mae angen cyfeirio signalau optegol heb ryng -gipio electronig .
Enghraifft:Mewn systemau cyfathrebu lloeren ddiogel, mae switshis optegol mecanyddol yn helpu signalau llwybr rhwng gwahanol gydrannau, gan sicrhau cyfathrebu cadarn ac wedi'u hamgryptio .
ManteisionSwitshis optegol mecanyddol
Dibynadwyedd uchel:Gall cydrannau mecanyddol, pan fyddant wedi'u cynllunio'n dda, gynnig bywydau hir gweithredol, yn enwedig mewn cymwysiadau llai heriol .
Colled Mewnosod Isel:Mae switshis mecanyddol, wrth eu halinio'n iawn, fel arfer yn cyflwyno colled mewnosod isel iawn, sy'n ddelfrydol ar gyfer systemau optegol .
Effeithlonrwydd Pwer:Gan nad oes angen ymhelaethu signal trydanol i newid llwybrau golau, gall switshis optegol mecanyddol weithredu gyda defnydd pŵer is o gymharu â mathau eraill .
Anfanteision
Cyflymder newid arafach:O'u cymharu â switshis holl-optegol neu electronig, mae switshis optegol mecanyddol yn gymharol araf oherwydd yr amser sy'n ofynnol i symud cydrannau corfforol .
Scalability cyfyngedig:Gall cymhlethdod a maint switshis mecanyddol gyfyngu ar eu scalability mewn systemau hynod fawr .
Gwisgo a rhwygo:Gall y rhannau symudol o switshis mecanyddol wisgo allan dros amser, gan arwain at anghenion cynnal a chadw a methiant posibl mewn amgylcheddau defnydd uchel .