隨著
光纖通信技術的發(fā)展和密集波分復用
系統(tǒng)的應用,光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢。光聯(lián)網(wǎng)絡技術的實現(xiàn)主要依賴于光開關、光濾波器、光放大器、密集 波分復用(DWDM)技術等器件和技術的進展。密集波分復用技術的發(fā)展是推動全光通信發(fā)展的重要因素,而光聯(lián)網(wǎng)的提出將使設備制造商、電信運營商都面臨巨 大的機遇與挑戰(zhàn)。
D4E tl5k 光開關是全光交換中的關鍵器件,可實現(xiàn)在全光層的路由選擇、
波長選擇、光交叉連接以及自愈保護等功能。目前光開關主要應用包括：
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光交叉連接（OXC）。OXC由光開關陣列組成,主要實現(xiàn)動態(tài)的光路徑管理、光網(wǎng)絡的故障保護、靈活增加新業(yè)務等。光交叉連接對開關的要求主要有低插損、低 串擾、低開關時間以及無阻塞運作。目前微機電系統(tǒng)技術已經(jīng)在光交換應用中進入實驗階段,由于其對波長、數(shù)據(jù)速率和信號格式都透明,在不遠的將來有希望實現(xiàn) 光層上的交換。
.H~Y I 用光開關實現(xiàn)網(wǎng)絡的自動保護倒換。當光纖斷裂或傳輸發(fā)生故障時,就可以通過光開關改變業(yè)務的傳輸路徑,實現(xiàn)對業(yè)務的保護。通常這種保護倒換只需1×2端口的光開關就可以實現(xiàn)。
"2{%JFE 用1×N光開關實現(xiàn)網(wǎng)絡監(jiān)控。在遠端光纖測試點通過1×N光開關把多根光纖接到一個光時域反射儀(OTDR)上,通過光開關倒換實現(xiàn)對所有光纖的監(jiān)測。或者插入網(wǎng)絡分析儀實現(xiàn)網(wǎng)絡在線分析。
pC(sS0J 光纖通信器件測試。光器件、光纜以及子系統(tǒng)產(chǎn)品在測試過程中,可以使用光開關同時測試多個器件,從而簡化測試,提高效率。
O{]9hm(tN 光分插復用器（OADM）。主要應用于環(huán)形的城域網(wǎng)中,實現(xiàn)單個波長和多個波長從光路自由上下。用光開關實現(xiàn)的OADM可以通過
軟件控制動態(tài)上下任意波長,這樣將增加網(wǎng)絡配置的靈活性。
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傳統(tǒng)的光開關技術主要采用固態(tài)波導和光機械兩種技術：固態(tài)波導開關由于有較高的串音、損耗和功耗,只能在有限的開關陣列中應用,不適合向大規(guī)模的開關陣列中 擴展;機械開關雖然有比較低的插入損耗和串音,但其設備龐大、可擴展性一般,也不適用于大規(guī)模的開關陣列。目前已經(jīng)涌現(xiàn)了很多新技術,主要包括微機電光開 關、噴墨氣泡光開關、液晶光開關、熱光效應開關、聲光效應開關、全息開關、液晶光柵開關等。
*Y6xv ib9* 一般主要用以下
參數(shù)考察光開關：開關速度、陣列大小、損耗、可靠性以及可擴展性等�；诓煌膽�,各種技術的發(fā)展也不盡相同。下面對幾種主要技術及其應用進行分析：
QlE d6^& 基于微機電系統(tǒng)（MEMS）的光開關,由于其與光信號的格式、波長、協(xié)議、調制方式、偏振、傳輸方向等均無關,而且在損耗、擴展性上都要優(yōu)于其它類型,與未 來光網(wǎng)絡發(fā)展所要求的透明性和可擴展等趨勢相符合,有可能成為核心光交換器件中的主流。其
原理就是通過靜電或其他控制力使可以活動的微鏡發(fā)生轉動,從而改 變輸入光的傳播方向。由于MEMS技術可以利用類似IC的工藝成批加工生產(chǎn),盡管制造過程比較復雜,但是可以批量生產(chǎn),因此降低了單個的成本。
2SG$LIV 9Y 目前二維子系統(tǒng)最大容量是32×32端口,多個子系統(tǒng)可以連接起來形成大的交叉陣列,最大可以達到512×512端口。由于是機械運動,MEMS光開關的開 關時間都在ms量級。MEMS光開關的插損比較大,主要包括
透鏡的耦合損耗、高斯光傳播損耗以及鏡子角度偏差引起的損耗。OMM公司4×4光開關的插損達 到3dB,16×l6開關陣列的插損增加到5至7dB。另外,任何機械摩擦、磨損以及外部振動都可能使它的可靠性降低。
+Qj(B@ i OMM公司預計于2001年中期推出三維產(chǎn)品;在原理上類似二維方案,但在N個輸入光纖和N個輸出光纖之間僅使用了2×N個微鏡,每個微鏡都有N個可能的位置,因此驅動結構非常復雜,成本也隨之增加。
[4Q"#[V&9 盡管MEMS技術還有很多不足,但仍得到了眾多公司的推崇,技術也在蓬勃發(fā)展。Nortel在2000年初以32.5億美元購得制造MEMS光器件的 Xros公司。Lucent推出了Wave Star Lamda Router的全光路由系統(tǒng),其光交叉連接系統(tǒng)可實現(xiàn)224×224的交換容量。
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