Foliensatz zu Optischen Switches

Vortrag:
Optische Schalter
Optical Switch
Veranstaltung Rechnernetze
im Sommersemester 2015
bei Prof. Dr. Peter Sturm
Bernhard Hess
[email protected]
11.06.2015
Gliederung
1. Optische Netze mit Schaltungen
2. Notwendigkeit & Definition Optischer
Schaltungen
3. Typen von Optischen Schaltungen
3.1 MEM (3D und 2D)
3.2 Liquid Crystal Switching
3.3 Ausblick auf weitere Verfahren
11.06.2015
1. Optisches Netz
Optisches (Transport-) Netz
= breitbandiges Hochgeschwindigkeitsnetz, das auf
optischer Übertragungstechnologie mit
entsprechenden Übertragungskomponenten basiert
11.06.2015
1. Schaltungen in optischen Netzen
- in den meisten derzeitigen Netzen wird Glasfaser nur als
Übertragungsmedium genutzt→ Schaltungen und
Verarbeitung von Daten nach Konvertierung in elektr.
Signal, dann Rekonvertierung
- Umwandlung bedeutet zusätzliche Verzögerung
- die Geschwindigkeit von Elektronik kann die hohe
Bandbreite von Glasfaser nicht erreichen
EO-Wandler
Lichtwellenleiter
OE-Wandler
Schaltung
Multiplexer
…
EO-Wandler
EO-Wandler
Lichtwellenleiter
...
Lichtwellenleiter
...
11.06.2015
2. Notwendigkeit für Optische Schaltungen
- Hohe Übertragungsrate sollte nicht durch mangelnder
Schaltungskapazität gedrosselt werden
→ Optische Schaltungen bieten diese Möglichkeit
Heute
Voraussichtlich
Geschätzte aggregierte
Schaltungskapazität:
10 Gbits/sek
Geschätzte aggregierte
Schaltungskapazität:
15,5 Tbits/sek
11.06.2015
2. Optischer Schalter
Optische Schalter
= Komponente in optischen Netzen zur Schaltung von
Lichtsignalen zwischen verschiedenen
Lichtwellenleitern ohne vorherige Umwandlung in
elektrische Signale
Beispiel eines
optischen Schalters
Beispiel eines kontrollierten
Informationsflusses
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2. Arten der ''Schaltungskontrolle''
- Schaltung kann gesteuert werden:
●
●
●
Rein elektronisch (aktuelle Situation)
Hybridformen von optischer und elektronischer Schaltung
(in Entwicklung)
Rein optisch (setzt Entwicklung von optischer Logik,
optischem Speicher, etc. voraus)
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3. Generische Formen Optischer Schaltung
Space
Division
Switching
Wavelength
Division
Switching
Time Division
Switching
Hybrid of Space,
Wavelength and
Time
Verbindung
zwischen Inputund Output-Lines
bezüglich
untersch.
Wellenlängen
bezüglich
Zeitverzögerung
Kombination
Von Wellenlängen
und
Zeitverzögerung
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Space Division Switching
- einfachste Form von optischen Schaltungen ist eine
Matrix
- zahlreiche verschiedene Schaltungstechnologien
11.06.2015
Micro Electromechanical Mirror (MEM)
→ MEMs nutzen kleine steuerbare Spiegel zur gezielten
Reflektion des Lichtstrahls
1. Variante: 2D MEM
- jeder Spiegel nur 2 Position
A – Licht ''vorbeilassen''
B – Licht spiegeln
11.06.2015
Micro Electromechanical Mirror (MEM)
2. Variante 3D MEM
- Spiegel können auf 2 Achsen
ausgerichtet werden
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Liquid Crystal Switching
- Flüssigkristall-Schaltungen bieten gute optische
Performance, hohe Geschwindigkeit, günstige
Herstellung
11.06.2015
Zahlreiche weitere Verfahren
- Optische Koppler
- Optischen Schaltnetzwerken
- Gel- / Ölbasierte Schaltungen
- Bubble-Jets
11.06.2015
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!
11.06.2015
Quellen:
- Applied Optoelectronics Centre: Presentation Optical
Switching
- http://www.pcmag.com/encyclopedia/term/48554/
optical-switch
- http://www.itwissen.info/definition/lexikon/OptischerSchalter-optical-switch.html
11.06.2015