環(huán)顧當(dāng)今世界，政治風(fēng)云變幻，經(jīng)濟(jì)萎靡不振�！班]件門”、“閨蜜干政”事件充斥各位看官的手機(jī)屏幕；“**手機(jī)爆炸”，“愛瘋關(guān)機(jī)”事件更是挑戰(zhàn)著大家的敏感神經(jīng)。透過各式的政經(jīng)“霧霾”，卻見光通訊器件行業(yè)迅猛發(fā)展，在全球經(jīng)濟(jì)低迷的背景下異常耀眼，亦是格外提振信心。各位菲尼薩伙伴們，除了竊喜自己當(dāng)初明智的選擇，內(nèi)心是否亦充滿由衷的自豪呢？ '$QB$2~V  
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小伙伴們心里一定在問，作為行業(yè)領(lǐng)頭羊的菲尼薩，什么是咱公司的明星產(chǎn)品呢？這期，小編請(qǐng)來了Passive部門大咖凱文！從技術(shù)領(lǐng)先和市場(chǎng)需求增長(zhǎng)兩個(gè)維度，搜盡全球所有光通信器件和模塊產(chǎn)品，唯有WSS模塊和QSFP28模塊可成為公司眾明星產(chǎn)品中的影帝和影后。接下來就請(qǐng)凱文給大家介紹光通信網(wǎng)絡(luò)中的這款動(dòng)態(tài)波分復(fù)用神器——WSS模塊。 8sK9G` k  
WSS，全稱Wavelength Selective Switch，中文名“波長(zhǎng)選擇開關(guān)”，是當(dāng)前技術(shù)最先進(jìn)，也是結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的一種波分復(fù)用（WavelengthDivision Multiplex）模塊。圖1是咱菲尼薩的1X9WSS模塊靚照。WSS模塊主要用于光通信網(wǎng)連接節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的可重構(gòu)的全光信號(hào)上傳下載連接。圖2告訴我們?cè)诠饩W(wǎng)絡(luò)連接中什么地方使用到了WSS模塊。 xi;`ecqS<  
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啥是波分復(fù)用技術(shù)（簡(jiǎn)稱WDM）？利用光信號(hào)為載波，不同波長(zhǎng)信號(hào)獨(dú)立地承載不同的文字、語(yǔ)音或圖像信息，在同一根光纖內(nèi)傳輸多種不同波長(zhǎng)光信號(hào)。WDM技術(shù)可以大大提升光纖通訊網(wǎng)絡(luò)的通信容量。相比薄膜濾波片型（TFF）和平面光波導(dǎo)陣列型（AWG）等其它波分復(fù)用模塊來說，WSS模塊擁有兩個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)。 F1Bq$*'N$w  
1.      WSS模塊可動(dòng)態(tài)選擇各端口上傳或下載的信號(hào)波長(zhǎng)。無論是TFF型還是AWG型波分復(fù)用模塊，一旦模塊安裝到系統(tǒng)中，該結(jié)點(diǎn)能夠上傳或下載的信號(hào)波長(zhǎng)就不能改變了。如果要進(jìn)行波長(zhǎng)的切換，則必需下載所需要的信號(hào)，通過接收器（ROSA）將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)由另一個(gè)所需波長(zhǎng)的激光器（TOSA）將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，再上傳到光纖網(wǎng)絡(luò)中。WSS則是一種動(dòng)態(tài)波長(zhǎng)選擇模塊，無需變換器件，也無需光電、電光信號(hào)的轉(zhuǎn)換，客戶只需在控制系統(tǒng)中改變軟件設(shè)置，就可以動(dòng)態(tài)地改變?cè)摴?jié)點(diǎn)上傳或下載信號(hào)的波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了靈活的可重構(gòu)的純光信號(hào)上傳下載網(wǎng)絡(luò)連接。 :T(|&F[(  
2.      可以動(dòng)態(tài)地對(duì)各端口的信號(hào)分別進(jìn)行衰減。眾所周知，網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)亩嗦沸盘?hào)幅度要求盡量均衡。在TFF或AWG系統(tǒng)中，需要增加增益平坦器件來保證這樣的均衡。而在WSS系統(tǒng)中，通過改變控制軟件的參數(shù)設(shè)置，就可以獨(dú)立地調(diào)整各端口（波長(zhǎng)）的衰減值，從而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)光纖中不同信號(hào)的幅度，甚至根據(jù)要求可以將所需信道的信號(hào)幅度衰減到零。 ?@ $r  
如此高大上的功能，WSS模塊是如何實(shí)現(xiàn)的呢？請(qǐng)容凱文為各位看官一一道來。圖3是WSS模塊的系統(tǒng)原理圖，主要包括一塊控制電路板和一個(gè)光學(xué)模塊�？刂齐娐钒宓囊欢诉B接客戶系統(tǒng)，另一端與光模塊相連�？蛻糁噶钔ㄟ^電路板和內(nèi)置軟件轉(zhuǎn)換為對(duì)光學(xué)模塊的控制指令，實(shí)現(xiàn)光學(xué)模塊中任意波長(zhǎng)的信號(hào)從任意端口輸出。 8SS|a  
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伙伴們又要打破砂鍋了，光學(xué)模塊中不同波長(zhǎng)信號(hào)又是如何實(shí)現(xiàn)從不同端口輸出的呢？模塊的輸入光纖（一般是帶纖中間的光纖）將多個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)導(dǎo)入WSS光路，通過一系列的偏振處理，反射和聚焦，然后入射到光柵上；光柵發(fā)生衍射分光，不同波長(zhǎng)的光再經(jīng)過反射鏡分散到光路偏轉(zhuǎn)器件上（如圖4）。 0'o:#-  
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光路偏轉(zhuǎn)器件可以理解為許多反射鏡橫向排成一排，一個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)光剛好完整成象在一個(gè)反射鏡上（如圖5）。每個(gè)反射鏡都可以單獨(dú)控制旋轉(zhuǎn)多個(gè)角度，通過調(diào)節(jié)光路偏轉(zhuǎn)器件反射角度，不同波長(zhǎng)的信號(hào)以不同的角度反射回來并耦合到帶狀光纜上下不同的光纖中，從而實(shí)現(xiàn)不同的波長(zhǎng)的光信號(hào)從不同的端口輸出。 -`TEVS?`l  
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WSS光學(xué)模塊中有兩個(gè)關(guān)鍵的器件，一個(gè)是分光光柵，主要作用是將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分開處理；另一個(gè)是光路偏轉(zhuǎn)器件，通過控制偏轉(zhuǎn)器件的反射角度實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)光信號(hào)從不同的端口輸出。市場(chǎng)所有WSS模塊都是采用光柵進(jìn)行分光，但光路偏轉(zhuǎn)器件卻各有不同。主要有MEMS（MicroElectronic Mechanical System，微電機(jī)系統(tǒng)），LCOS（LiquidCrystal On Silicon，硅基液晶）和LC（LiquidCrystal，液晶）等技術(shù)。限于篇幅，本文只介紹由咱們公司首先開發(fā)成功，目前已成為行業(yè)主流的LCOS技術(shù)平臺(tái)。 O!bOp=  
硅基液晶剖面結(jié)構(gòu)如圖6，液晶被封裝在ITO電極層和硅基CMOS中間。在CMOS和ITO層之間加上不同的電壓，液晶層在不同電場(chǎng)下對(duì)通過的光信號(hào)產(chǎn)生的位相延遲就不同。圖7是CMOS的顯微照片，每個(gè)像素單元都能單獨(dú)施加電壓，光信號(hào)在CMOS單元上會(huì)發(fā)生反射。不同光信號(hào)的光斑剛好分開又占據(jù)一定數(shù)量的像素（圖8所示），沿縱向給CMOS的像素施加周期性變化的電壓，那么液晶就會(huì)沿縱向使光信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)周期性的位相變化，等同于一個(gè)位相光柵。調(diào)節(jié)電壓變化周期，液晶的位相光柵周期也不同，對(duì)光信號(hào)形成的衍射角不同，光信號(hào)經(jīng)過反射后就會(huì)耦合到不同的光纖輸出端口，如圖9所示。 -;k+GrLr^  
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以上就是LCOS平臺(tái)WSS模塊的工作原理。光柵的衍射分光和液晶對(duì)光信號(hào)的位相延遲等雖然都是很普通的光學(xué)原理，但是WSS卻是有史以來結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，光學(xué)設(shè)計(jì)最完美的光通訊產(chǎn)品。除了光柵分光和液晶偏轉(zhuǎn)外，光路中還有各種偏振光處理，光信號(hào)的多次反射，系統(tǒng)對(duì)PDL（PolarizationDependent Loss偏振相關(guān)損耗）要求非常嚴(yán)格，這些對(duì)各種光學(xué)零件精度和工藝控制能力提出了很高的要求。 u,Kly<0j  
最后，凱文還要向各位看官報(bào)告咱公司W(wǎng)SS的一項(xiàng)高大上的技術(shù)，叫Flexgrid技術(shù)。Flexgrid啥意思？無論是TFF型WDM模塊，AWG型WDM模塊還是MEMS平臺(tái)的WSS模塊，100G的模塊只能處理100G帶寬的信號(hào)，50G的模塊只能處理50G帶寬的信號(hào)，不能互換。但基于LCOSFlexgrid技術(shù)的WSS模塊卻不但可以交互處理，甚至可以在同一個(gè)WSS模塊上同時(shí)處理100G和50G的信號(hào)。Flexgrid技術(shù)是不是很Cool呀！ '(jG[ry&T  
隨著LCOS技術(shù)的成熟和WSS工藝控制和生產(chǎn)能力的提升，在降低成本，減小模塊尺寸和功耗的同時(shí)，公司也不斷推出了更多新產(chǎn)品。產(chǎn)品序列從1X2， 1X4，1X9發(fā)展到1X20，2X20。將來也許會(huì)推出端口數(shù)更多，光學(xué)交換更復(fù)雜的NXM型模塊。讓我們一起期待光通信技術(shù)的再一次騰飛吧！