Оптические переключатели

Оптические переключатели осуществляют механическую, то есть без оптоэлектронного преобразования, коммутацию одного или нескольких оптических сигналов, переходящих из одних волокон в другие. При этом управление процессом переключения может быть ручное, например при помощи тумблера, или электрическое, при помощи электрического потенциала. Последний тип переключателей более распространен. Основная область применения – в составе оборудования для тестирования и мониторинга ВОЛС, а также в составе системы, обеспечивающей повышенную надежность (как, например, оптический обходной переключатель в технологии FDDI). Реализации отличаются функциональными возможностями: количеством входных и выходных волокон-полюсов и типом волокон (многомодовое или одномодовое), возможностью неблокирующей коммутации сигналов, а также техническими характеристиками, из которых наиболее важные: вносимые потери, обратное отражение, время срабатывания, влияние параметров окружающей среды, наработка на отказ. Разные инженерные технологии используются при коммутации, например, поворотные бипризмы, поворотные зеркала или подвижные волокна. Оптические переключатели являются изотропными устрой­ствами – вносимые потери не зависят от направления распространения сигнала.

Различают несколько типов оптических переключателей:
- Переключатель 1xN – имеет один входной полюс, сигнал из которого перенаправляется в один из N выходных, рис. 3.19 а;
- Дуплексный переключатель 2xN – имеет два входных полюса, сигналы из которых могут перенаправляться в выходные полюсы с шагом 2, рис. 3.19 б;
- Блокирующий переключатель 2xN – имеет два входных полюса, но только один сигнал из двух входных можно передать в выходной полюс – оставшийся сигнал не выходит наружу, рис. 3.19 в;
- Неблокирующий переключатель 2xN – имеет два входных полюса, сигналы из которых могут перенаправляться в выходные полюсы с шагом 1, рис. 3.19 г.

Рис. 3.19. Типы оптических переключателей

В технологии FDDI используется 8-полюсный (4 входных и 4 выходных) оптический обходной переключатель OBS (optical bypass switch), причем он может находиться либо в основном состоянии с коммутаций полюсов: вх1-вых1, вх2-вых2, вх3-вых3, вх4-вых4; либо в байпасовом состоянии с коммутацией полюсов: вх1-вых2, вх2-вых1, вх3-вых4, вх4-вых3.
Количество выходных полюсов в зависимости от модели может быть от двух до нескольких десятков. Из-за наличия механического элемента с ростом количества полюсов время срабатывания оптического переключателя, управляемого электрическим потенциалом, возрастает и может варьироваться в пределах от 25 мс до 500 мс.
Фирма DiCon Fiberoptics выпускает переключатели с количеством выходных полюсов до 100, с ручным или через стандартные физические электрические интерфейсы управлением (RS-232, RS-485). В табл. 3.9 приведены основные характеристики малопортовых переключателей этой фирмы.

Таблица 3.9. Характеристики оптических переключателей

2) Физический уровень

Этот уровень определяет механические, электрические, процедурные и функциональные характеристики установления, поддержания и размыкания физического соединения между конечными системами. Физический уровень определяет такие характеристики соединения, как уровни напряжений, синхронизацию и физическую скорость передачи данных, максимальные расстояния передачи, конструктивные параметры разъемов и другие аналогичные характеристики. Известные стандарты RS-232-C, V.24 и IEEE 802.3 (Ethernet).