I. SWITCH
3. Chuyển mạch điện tử lớn
Chúng ta đã tập trung chủ yếu vào các công nghệ chuyển mạch quang trong phần này. Tuy nhiên, nhiều kết nối "quang học" hoặc kết nối bước sóng thực tế ngày nay thực sự sử dụng các loại cấu trúc chuyển mạch điện tử. Lý do chính cho cách tiếp cận này là các cấu trúc chuyển mạch quang quy mô lớn chỉ mới bắt đầu có sẵn. Thông thường, một chuyển mạch điện tử lớn sử dụng thiết kế nhiều tầng và trong nhiều trường hợp, cách tiếp cận Clos được ưa thích vì nó cung cấp một mô hình không chặn chặt chẽ với một số lượng tương đối nhỏ các chuyển mạch điểm chéo. Có thể có hai cách tiếp cận. Trong cách tiếp cận đầu tiên, tín hiệu đầu vào ở tốc độ 2,5 Gb/s hoặc 10 Gb/giây được chuyển đổi thành một dòng bit song song với tốc độ có thể quản lý được, chẳng hạn, 51 Mb/s, và tất cả việc chuyển đổi được thực hiện ở tốc độ bit thứ hai. Cách tiếp cận này có ý nghĩa nếu chúng ta cần chuyển đổi tín hiệu theo đơn vị 51 Mb/s vì những lý do khác. Cũng trong nhiều trường hợp, chi phí tổng thể của một chuyển mạch điện tử bị chi phối bởi chi phí của bộ chuyển đổi quang sang điện, chứ không phải là bản thân cấu tạo của chuyển mạch. Điều này ngụ ý rằng một khi tín hiệu có sẵn trong miền điện, việc chuyển đổi tín hiệu ở mức độ chi tiết tốt là rất hợp lý.
Cách tiếp cận khác là thiết kế bộ chuyển mạch hoạt động ở tốc độ đường truyền theo kiểu nối tiếp mà không chia tín hiệu thành các luồng bit tốc độ thấp hơn. Đơn vị cơ bản của phương pháp nối tiếp này là một thanh ngang được chế tạo như một vi mạch duy nhất. Ngày nay, các IC thanh ngang 64 x 64 hoạt động ở tốc độ dòng 2,5 Gb/s đã được bán trên thị trường. Thực tế liên quan đến việc xây dựng các thiết bị chuyển mạch lớn hơn sử dụng các IC này liên quan đến việc quản lý sự tiêu tán công suất và kết nối giữa các giai đoạn chuyển mạch. Một IC chuyển mạch 64 x 64 điển hình có thể tiêu hao 25 W. Cần có khoảng 100 chuyển mạch như vậy để tạo ra một chuyển mạch 1024 x 1024. Do đó, tổng công suất tiêu hao là khoảng 25 kW. (Ngược lại, một chuyển mạch quang 1024 x 1024 sử dụng 3D MEMS có thể chỉ tiêu thụ khoảng 3 kW và về tổng thể nhỏ gọn hơn đáng kể so với một chuyển mạch điện tương đương.) Làm mát một chuyển mạch như vậy là một vấn đề đáng kể. Các khía cạnh khác liên quan đến kết nối tốc độ cao cần thiết giữa các môđun chuyển đổi. Miễn là các môđun chuyển đổi nằm trong một bảng mạch in duy nhất, việc kết nối với nhau không khó. Tuy nhiên, những cân nhắc thực tế về tản điện và không gian bo mạch cho thấy sự cần thiết phải có nhiều bảng mạch in và giá đỡ thiết bị. Các kết nối giữa các bảng và giá đỡ này cần hoạt động ở tốc độ đường truyền, thường là 2,5 Gb s hoặc cao hơn. Các kết nối điện chất lượng cao hoặc kết nối quang có thể được sử dụng cho mục đích này. Các trình điều khiển cần thiết cho các kết nối điện cũng tiêu hao một lượng điện năng đáng kể và khoảng cách có thể bị hạn chế, thường là 5-6 m. Các kết nối quang học sử dụng các bộ thu và tia laze được phân thành mảng cùng với các cáp ruy băng sợi quang. Chúng
cung cấp khả năng tiêu tán điện năng thấp hơn và phạm vi tiếp cận giữa các bo mạch dài hơn đáng kể, thường là khoảng 100 m trở lên.