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北京錦坤科技有限公司
主營產(chǎn)品： 射頻光纖傳輸模塊-微波光纖傳輸模塊-RF over Fiber-微波光纖延遲線-雷達(dá)目標(biāo)模似器 |
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2016-3-31 閱讀(2297)
光開關(guān)是一種具有一個或多個可選的傳輸端口的光學(xué)器件，其作用是對光傳輸線路或集成光路中的光信號進(jìn)行物理切換或邏輯操作.
光開關(guān)是一種光路轉(zhuǎn)換器件。在光纖傳輸系統(tǒng)，光開關(guān)用于多重監(jiān)視器，LAN，多光源，探測器和保護(hù)以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換。在光纖測試系統(tǒng)，用于光纖，光纖設(shè)備測試和網(wǎng)絡(luò)測試，光纖傳感多點(diǎn)監(jiān)測系統(tǒng)。
光纖通信技術(shù)的問世和發(fā)展給通信業(yè)帶來了革命性的變革，目前世界大約85%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸，長途干線網(wǎng)和本地中繼網(wǎng)也已廣泛使用光纖。特別是近幾年，以IP為主的 Internet業(yè)務(wù)呈現(xiàn)爆炸性增長，這種增長趨勢不僅改變了IP網(wǎng)絡(luò)層與底層傳輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系， 而且對整個網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式、節(jié)點(diǎn)設(shè)計、管理和控制提出了新的要求。一種智能化網(wǎng)絡(luò)體系 結(jié)構(gòu)——自動交換光網(wǎng)絡(luò)(Automatic Switched Optical Networks，ASON)成為當(dāng)今系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)，它的核心節(jié)點(diǎn)由光交叉連接(Optical Cross-connect,OXC)設(shè)備構(gòu)成,通過OXC,可實(shí)現(xiàn)動態(tài)波長選路和對光網(wǎng)絡(luò)靈活、有效地管理。OXC技術(shù)在日益復(fù)雜的DWDM網(wǎng)中是關(guān)鍵技術(shù)之一，而作為切換光路的功能器件，則是OXC中的關(guān)鍵部分。矩陣是OXC的核心部分，它可實(shí)現(xiàn)動態(tài)光路徑管理、光網(wǎng)絡(luò)的故障保護(hù)、波長動態(tài)分配等功能，對解決目前復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的波長爭用，提高波長重用率，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)靈活配置均有重要的意義。隨著光傳送網(wǎng)向超高速、超大容量的方向發(fā)展#網(wǎng)絡(luò)的生存能力、網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)倒換和恢復(fù)問題成為網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵問題，而在光層的保護(hù)倒換對業(yè)務(wù)的保護(hù)和恢復(fù)起到了更為重要的作用。
(Optical Switch,OS)是一種具有一個或多個可選擇的傳輸窗口,可對光傳輸線路或集成光路中的光信號進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換或邏輯操作的器件?；镜男问绞?X2即入端和出端各有兩條光纖，可以完成兩種連接狀態(tài)，平行連接和交叉連接，如圖2所示。較大型的空分光交換單元可由基本的2X2以及相應(yīng)的1X2級聯(lián)、組合構(gòu)成。
在光網(wǎng)絡(luò)中起到十分重要的作用，在波分復(fù)用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)傳輸系統(tǒng)中，可用于波長適配、再生和時鐘提取，在光時分復(fù)用(Optical Time Division Multiplex,OTDM)系統(tǒng)中，可用于解復(fù)用；在全光交換系統(tǒng)中，是光交叉連接(Optical Cross-connect，OXC)的關(guān)鍵器件，也是波長變換的重要器件。根據(jù)的輸入和輸出端口數(shù)，可分為1×1、1×2、1×N、2×2、2×N、M×N等多種，它們在不同場合中有不同用途。其應(yīng)用范圍主要有：光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)倒換系統(tǒng)，光纖測試中的光源控制、網(wǎng)絡(luò)性能的實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)、光器件的測試、構(gòu)建OXC設(shè)備的交換核心，光插/分復(fù)用、光學(xué)測試、光傳感系統(tǒng)等。
依據(jù)不同的原理!的實(shí)現(xiàn)方法有多種，如：傳統(tǒng)機(jī)械、微機(jī)械、熱、液晶、電和聲等。其中傳統(tǒng)機(jī)械、微機(jī)械、熱因其各自的特點(diǎn)在不同場合得到廣泛應(yīng)用。
目前應(yīng)用的仍是傳統(tǒng)的1×2和2×2機(jī)械式。傳統(tǒng)機(jī)械式可通過移動光纖將光直接耦合到輸出端，采用棱鏡、反射鏡切換光路，將光直接送到或反射到輸出端。
機(jī)械式分主要有3種類型：一是采用棱鏡切換光路技術(shù)，二是采用反射鏡切換技術(shù)，三是通過移動光纖切換光路。移動棱鏡的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。光纖與起準(zhǔn)直作用的透鏡(準(zhǔn)直器)相連，并固定不動，通過移動棱鏡改變輸入、輸出端口間的光路。反射鏡型工作原理如圖3所示，當(dāng)反射鏡未進(jìn)入光路時，處于直通狀態(tài)，光纖1進(jìn)入的光進(jìn)入光纖4，光纖2進(jìn)入的光進(jìn)入光纖3；當(dāng)反射鏡處于兩光線的交點(diǎn)位置時，處于交叉狀態(tài)，光纖1進(jìn)入的光進(jìn)入到光纖3，光纖2進(jìn)入的光進(jìn)入光纖4從而實(shí)現(xiàn)光路的切換。移動光纖型如圖5所示，是固定一端的光纖，移動另一端的光纖與固定光纖的不同端口相耦合，實(shí)現(xiàn)光路的切換。這類回波損耗低，且受外界環(huán)境溫度影響大，并沒有形成真正意義上的商用化產(chǎn)品。我國國內(nèi)商用化主要是移動棱鏡和反射鏡型的。
機(jī)械型的優(yōu)點(diǎn)是插入損耗低(<1dB)隔離度高(>45dB)與波長和偏振無關(guān)，制作技術(shù)成熟。缺點(diǎn)在于開關(guān)動作時間較長(ms量級)，體積偏大，且不易做成大型的矩陣，有時還存在回跳抖動和重復(fù)性差的問題。
機(jī)械型在zui近幾年得到廣泛應(yīng)用，但隨著光網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，這種開關(guān)難以適應(yīng)未來高速、大容量光傳送網(wǎng)發(fā)展的需求。
微電子機(jī)械系統(tǒng)
近幾年發(fā)展很快的是微電子機(jī)械，它是半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)與微光學(xué)和微機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生的一個新型微機(jī)-電-光一體化的的新型開關(guān)，是大容量交換光網(wǎng)絡(luò)開關(guān)發(fā)展的主流方向。
MEMS(Micro Electro-Mechanical System)是在硅晶上刻出若干微小的鏡片,通過靜電力或電磁力的作用，使可以活動的微鏡產(chǎn)生升降、旋轉(zhuǎn)或移動，從而改變輸入光的傳播方向以實(shí)現(xiàn)光路通斷的功能。MEMS較其他具有明顯優(yōu)勢：開關(guān)時間一般在ms數(shù)量級；使用了IC制造技術(shù)，體積小、集成度高；工作方式與光信號的格式、協(xié)議、波長、傳輸方向、偏振方向、調(diào)制方式均無關(guān)，可以處理任意波長的光信號；同時具備了機(jī)械式的低插損、低串?dāng)_、低偏振敏感性、高消光比和波導(dǎo)開關(guān)的高開關(guān)速度、小體積、易于大規(guī)模集成的優(yōu)點(diǎn)。
按功能實(shí)現(xiàn)方法，可將MEMS分為光路遮擋型、移動光纖對接型和微鏡反射型。 微鏡反射型MEMS方便集成和控制，易于組成陣列，是MEMS研究的重點(diǎn)，可分為二維MEMS和三維MEMS，并已提出一維MEMS的概念。 所謂2D是指活動微鏡和光纖位于同一平面上，且活動微鏡在任一給定時刻要么處于開態(tài)，要么處于關(guān)態(tài)。在這種方式中，活動微鏡陣列與N根輸入光纖和M根輸出光纖相連。對一個N×N矩陣而言!所需的活動微鏡數(shù)為N²。因此!這種方式也稱為N²結(jié)構(gòu)方案
光纖環(huán)路、自動測量、光纖網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控、光路切換、系統(tǒng)監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)室研發(fā)、動態(tài)配置分插復(fù)用、光路監(jiān)控系統(tǒng)、光環(huán)路保護(hù)切換試驗(yàn)、光纖傳感系統(tǒng)、光器件測試與研究
