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可对光传输线或集成光中的光信号进行彼此转换

发布时间:2019-11-19

  近几年成长很快的是微电子机械光开关,它是半导体微细加工手艺取微光学和微机械手艺相连系,发生的一个新型微机-电-光一体化的的新型开关,是大容量互换光收集开关成长的支流标的目的。

  光纤通信手艺的问世和成长给通信业带来了性的变化,目宿世界大约85%的通信营业经光纤传输,长途干线网和当地中继网也已普遍利用光纤。出格是近几年,以IP为从的 Internet营业呈现爆炸性增加,这种增加趋向不只改变了IP收集层取底层传输收集的关系, 并且对整个收集的组网体例、节点设想、办理和节制提出了新的要求。一种智能化收集系统 布局——从动互换光收集(Automatic Switched Optical Networks,ASON)成为当今系统研究的热点,它的焦点节点由光交叉毗连(Optical Cross-connect,OXC)设备形成,通过OXC,可实现动态波长选和对光收集矫捷、无效地办理。OXC手艺正在日益复杂的DWDM网中是环节手艺之一,而光开关做为切换光的功能器件,则是OXC中的环节部门。光开关矩阵是OXC的焦点部门,它可实现动态光径办理、光收集的毛病、波长动态分派等功能,对处理目前复杂收集中的波长争用,提长沉用率,进行收集矫捷设置装备摆设均有主要的意义。跟着光传送网向超高速、超大容量的标的目的成长#收集的能力、收集的倒换和恢复问题成为收集环节问题,而光开关正在光层的倒换对营业的和恢复起到了更为主要的感化。

  按功能实现方式,可将MEMS光开关分为光遮挡型、挪动光纤对接型和微镜反射型。 微镜反射型MEMS光开关便利集成和节制,易于构成光开关阵列,是MEMS光开关研究的沉点,可分为二维MEMS光开关和三维MEMS光开关,并已提出一维MEMS光开关的概念。 所谓2D是指勾当微镜和光纤位于统一平面上,且勾当微镜正在任一给按时辰要么处于开态,要么处于关态。正在这种体例中,勾当微镜阵列取N根输入光纤和M根输出光纤相连。对一个N×N光开关矩阵而言!所需的勾当微镜数为N²。因而!这种体例也称为N²布局方案

  目前使用最为普遍的仍是保守的1×2和2×2机械式光开关。保守机械式光开关可通过挪动光纤将光间接耦合到输出端,采用棱镜、K8彩乐园,反射镜切换光,将光间接送到或反射到输出端。

  MEMS(Micro Electro-Mechanical System)光开关是正在硅晶上刻出若干细小的镜片,通过静电力或电磁力的感化,使能够勾当的微镜发生起落、扭转或挪动,从而改变输入光的标的目的以实现光通断的功能。MEMS光开关较其他光开关具有较着劣势:开关时间一般正在ms数量级;利用了IC制制手艺,体积小、集成度高;工做体例取光信号的格局、和谈、波长、传输标的目的、偏振标的目的、调制体例均无关,能够处置肆意波长的光信号;同时具备了机械式光开关的低插损、低串扰、低偏振性、高消光比和波导开关的高开关速度、小体积、易于大规模集成的长处。

  机械式光开关分次要有3品种型:一是采用棱镜切换光手艺,二是采用反射镜切换手艺,三是通过挪动光纤切换光。挪动棱镜光开关的根基布局如图2所示。光纤取起准曲感化的透镜(准曲器)相连,并固定不动,通过挪动棱镜改变输入、输出端口间的光。反射镜型光开关工做道理如图3所示,当反射镜未进入光时,光开关处于曲通形态,光纤1进入的光进入光纤4,光纤2进入的光进入光纤3;当反射镜处于两光线的交点时,光开关处于交叉形态,光纤1进入的光进入到光纤3,光纤2进入的光进入光纤4从而实现光的切换。挪动光纤型光开关如图5所示,是固定一端的光纤,挪动另一端的光纤取固定光纤的分歧端口相耦合,实现光的切换。这类光开关回波损耗低,且受温度影响大,并没无形成实正意义上的商用化产物。我国国内商用化光开关次要是挪动棱镜和反射镜型的。

  光开关是一种光转换器件。正在光纤传输系统,光开关用于多沉器,LAN,多光源,探测器和以太网的转换。正在光纤测试系统,用于光纤,光纤设备测试和收集测试,光纤传感多点监测系统。

  光开关(Optical Switch,OS)是一种具有一个或多个可选择的传输窗口,可对光传输线或集成光中的光信号进行彼此转换或逻辑操做的器件。光开关根基的形式是2X2即入端和出端各有两条光纤,能够完成两种毗连形态,平行毗连和交叉毗连,如图2所示。较大型的空分光互换单位可由根基的2X2光开关以及响应的1X2光开关级联、组合形成。

  3、建立OXC设备的互换焦点:OXC次要使用于网,对分歧子网的营业进行汇聚和互换。因而,需要对分歧端口的营业进行互换,同时,光开关的利用使OXC具有动态设置装备摆设互换营业功能和支撑倒换功能,正在光层支撑波长由的设置装备摆设和动态选。因为OXC次要用于高速大容量稠密波分复用光网上,要求光开关具有通明性、高速、大容量和多粒度互换的特点。具体实例,如图六所示:

  2×2光开关的另一个用法是建立OADM设备焦点。OADM是光收集环节设备之一,凡是用于城域网和网。实现OADM光信号上下的具体体例良多,但大大都环境下都使用了光开关,次要是2×2光开关,来实现对稠密波分复用光收集中光信号的上下功能。因为光开关的利用,使OADM能动态设置装备摆设营业,加强了OADM节点的矫捷性,同时,使得OADM节点能支撑倒换,当收集呈现毛病时,节点将毛病营业切换到备用由中,加强了收集的能力和收集的和恢复能力。具体实例,如图三所示:

  3、2×2光开关是光开关系列中最常用的一种,普遍使用于FDDI、光节点旁、回测试传感系统等方面,还能够取其他类型的光开关组合起来利用,使开关系统更完美,更矫捷。具体实例,如图二所示(图二是2×2光开关使用的典型例子,图中光开关的2和4处于旁形态,即子环或者工做坐不取从光纤环接通,光开的关1和3是插入形态, 即子环或者工做坐取从光纤环接通)。

  2、光器件的测试:能够将多个待测光器件通过光纤毗连,通过1×N光开关,能够通过监测光开关的每个通道信号来测试器件。具体实例,如图五所示:

  光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件,其感化是对光传输线集成光中的光信号进行物理切换或逻辑操做.

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  2、1×2光开关具有倒换功能,凡是用于收集的毛病恢复。当光纤断裂或其他传输毛病发生时,操纵光开关实现信号曲折由,从从由切换到备用由上。具体实例,如图一所示:

  光开关正在光收集中起到十分主要的感化,正在波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)传输系统中,光开关可用于波长适配、再生和时钟提取,正在光时分复用(Optical Time Division Multiplex,OTDM)系统中,光开关可用于解复用;正在全光互换系统中,光开关是光交叉毗连(Optical Cross-connect,OXC)的环节器件,也是波长变换的主要器件。按照光开关的输入和输出端口数,可分为1×1、1×2、1×N、2×2、2×N、M×N等多种,它们正在分歧场所中有分歧用处。其使用范畴次要有:光收集的倒换系统,光纤测试中的光源节制、收集机能的及时系统、光器件的测试、建立OXC设备的互换焦点,光插/分复用、光学测试、光传感系统等。

  机械型光开关正在比来几年获得普遍使用,但跟着光收集规模的不竭扩大,这种开关难以顺应将来高速、大容量光传送网成长的需求。

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  光开关从制制工艺来分类,可分成机械式,微光机电MEMS系统体例开关和其他体例开关。前两种光开关是目前最成熟,市场使用最多的产物,最初一类可细分为

  机械型光开关的长处是插入损耗低(1dB)隔离度高(45dB)取波长和偏振无关,制做手艺成熟。错误谬误正在于开关动做时间较长(ms量级),体积偏大,且不易做成大型的光开关矩阵,有时还存正在回跳发抖和反复性差的问题。

  根据分歧的光开关道理!光开关的实现方式有多种,如:保守机械光开关、微机械光开关、热光开关、液晶光开关、电光开关和声光开关等。此中保守机械光开关、微机械光开关、热光开关因其各自的特点正在分歧场所获得普遍使用。

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  1、收集功能:当需要收集时,只需正在远端监测点将多纤经光开关毗连到收集仪器上(如OTDR),当光需要监测时,操纵光开关对每一条光纤进行轮回切换,让光源对每一条光纤进行测试,就能够实现收集正在线监测。光开关正在光缆监测项目中次要起到的是跳测的感化,利用简单的1×N光开关能够将多纤联系起来。具体实例,如图四所示: