¿Qué es un Conmutador Óptico?
Los conmutadores ópticos, también conocidos como dispositivos de conmutación de líneas ópticas, son componentes utilizados en las comunicaciones ópticas para bifurcar o redirigir señales sin convertirlas de su forma óptica a eléctrica.
Estos conmutadores permiten una conmutación rápida y eficiente al mantener la señal en su forma óptica, lo que es especialmente importante en aplicaciones de alta velocidad.
Existen tres tipos principales de conmutadores ópticos, cada uno basado en un método de conmutación distinto.
El método mecánico implica el movimiento físico de un elemento de entrada/salida o un componente óptico mediante un actuador eléctrico para cambiar la ruta óptica.
El método MEMS (Sistemas Microelectromecánicos) utiliza fuerzas débiles, como la electricidad estática, para controlar la posición de un diminuto componente óptico y cambiar la trayectoria de la luz.
El método de flexión aprovecha la propiedad de cambio en el índice de refracción de la guía de ondas óptica al generar una diferencia de temperatura a través de calentadores ubicados en ambos lados del sustrato. Esta diferencia de temperatura modifica el índice de refracción en la guía de ondas y, como resultado, altera la trayectoria de propagación de la luz.
Cada tipo de conmutador óptico tiene sus propias ventajas y aplicaciones específicas, y la elección depende de los requisitos y necesidades de la aplicación en particular.
Aplicaciones de los Conmutadores Ópticos
Los conmutadores ópticos desempeñan un papel crucial en la conmutación de rutas ópticas y en los dispositivos de encendido/apagado de las comunicaciones ópticas. En las comunicaciones de alta velocidad, se ha vuelto cada vez más importante evitar la conversión de señales ópticas a eléctricas antes de la conmutación, ya que esto puede generar un cuello de botella en el tiempo de procesamiento.
Los conmutadores ópticos han sido desarrollados para abordar este desafío, permitiendo la conmutación directa de señales ópticas. Esto garantiza una conmutación rápida y eficiente sin pérdida de tiempo en la conversión.
En la práctica, los conmutadores ópticos se utilizan para mantener un entorno de acceso óptico estable, permitiendo la conmutación a rutas alternativas cuando una ruta óptica se vuelve inutilizable debido a fallas en los dispositivos o a otras circunstancias. Esto asegura la continuidad y confiabilidad de las comunicaciones ópticas al proporcionar rutas alternativas y evitar interrupciones en la transmisión de datos.
Principio de los Conmutadores Ópticos
El método mecánico tiene una estructura muy sencilla y conmuta por deslizamiento de elementos ópticos como prismas. El sistema de control es fácil de usar, hay pocas pérdidas y se puede conseguir un bajo consumo de energía, ya que ésta sólo se suministra cuando se conmuta el camino óptico.
El sistema MEMS es un conmutador óptico que utiliza un microespejo, que puede fabricarse gracias a los avances de la tecnología de microfabricación, y conmuta por reflexión con dos espejos. Pueden integrarse en un tamaño reducido y funcionar a altas velocidades, lo que los hace idóneos para la conmutación multicanal. Aunque el dispositivo debe recibir energía constantemente, la potencia necesaria para hacer funcionar cada elemento es pequeña, por lo que se puede reducir el consumo.
Los sistemas de guía de ondas ópticas se realizan mediante la tecnología de circuitos de onda de luz, que crea una guía de ondas ópticas en una superficie plana y modifica el camino óptico cambiando el índice de refracción u otros medios con entradas externas como calor, luz o electricidad. Aunque las pérdidas son elevadas, las superficies planas pueden apilarse, lo que las hace compactas y fáciles de integrar.