信号制御の分野では、 機械スイッチ そして 光ファイバースイッチ それぞれ電子時代と光子時代の中心的な技術的経路を表しています。 それらの違いは、基礎となる原則とアプリケーションロジックの本質的な分裂に反映されています。

1。作業メカニズムの物理的基礎

機械スイッチは、スプリングやレバーなどの機械的成分の動きに依存して、金属接触の物理的接触を通じて電流のオンとオフを制御します。 この直感的な物理的操作は、従来の電子機器でかけがえのない位置を与えます。 ただし、機械的な摩耗と環境干渉は、サービス寿命を制限しています。

一方、光ファイバースイッチは、光信号のルーティング制御に基づいており、光パス状態を調整して信号スイッチングを実現します。 それらの作業原則には、光学反射、屈折、または変調効果が含まれます。 たとえば、マイクロエレクトロメカニカルシステム（MEMS）を使用して光ファイバまたはレンズを移動するか、電気光学結晶を使用して伝播方向を変化させます。 非接触操作は機械的損失を排除し、光学通信ネットワークの重要なデバイスにします。

2。パフォーマンス特性の寸法比較

応答速度に関しては、機械スイッチのミリ秒レベルのスイッチングは高速通信の要件を満たすのが困難ですが、光学スイッチはマイクロ秒からナノ秒レベルの応答を達成できます。 寿命に関しては、機械スイッチはコンタクトウェア（10^5-10^7操作）によって制限され、（非機械的）光ファイバースイッチの寿命は10^9を超える操作に到達する可能性があります。 電磁干渉特性に関しては、機械的スイッチは環境ノイズに対して脆弱ですが、光学信号伝達の特性により、光学スイッチは干渉を完全に免疫します。

信号損失と体積統合に関しては、機械的スイッチの接触抵抗が比較的低いが、サイズが大きい。 光ファイバースイッチには挿入損失がありますが、それらのコンパクト構造は高密度の統合に適しています。 たとえば、フォトニックチップテクノロジーの開発により、さらに小型化が促進されています。

3.アプリケーションシナリオ選択のロジック

機械式スイッチには、低周波操作と、直接的な物理的フィードバックを必要とする産業制御システムや電力管理デバイスなど、高電流負荷を備えたシナリオには引き続き利点があります。 光ファイバースイッチは、データセンターの光学ネットワーク、5Gベースステーション、潜水艦光ケーブルシステムなど、高速光学通信のフィールドを支配しています。 それらの干渉防止および高密度特性により、長距離伝達のための理想的な選択があります。 さらに、光ファイバースイッチは、軍事コミュニケーションや光ファイバーセンシングなどの特別な環境でも不可欠です。

4。技術進化の将来の方向

機械スイッチは、インターネット時代のニーズを満たすために、インテリジェンス、センサーと適応制御機能を統合することに向けて進化しています。 光ファイバースイッチは、より高い統合と損失の低下に焦点を当てています。 たとえば、フォトニックチップテクノロジーのブレークスルーは、光学コンピューティングと量子通信の開発を促進します。 それらは異なる技術システムに属しますが、特定の分野（光機械スイッチなど）に2つを統合すると、新しいアプリケーションパラダイムが生まれる可能性があります。

機械スイッチと光ファイバースイッチは、それぞれ電子時代と光子時代の技術遺伝子を運びます。 機械式スイッチは、信頼性とコストの利点を備えた従来のフィールドにサービスを提供し続けていますが、光学スイッチは光学通信革命の中核的な駆動力になりました。 テクノロジーの相互統合により、この2つはそれぞれのトラックで革新を続け、将来のインテリジェントシステムの基礎となるアーキテクチャを共同で構築します。