【网络技术与应用】光开关.ppt

2000.3 SG 13 /GII presentation 光开关 0. 序 光开关和光开关阵列是光纤通信系统重要的光器件，随着网络转向全光平台，光域优化、路由、保护和自愈的网络功能已成为关键，这一切都离不开…… 光 开 关 从目前看，可以把所有光开关归为以下几大类： 机械式光开关； 液晶式光开关； 电光式光开关； 热光式光开关； 声光式光开关。 我们重点讲述第一种 4 几种类型光开关简介 4.1 机械式光开关 4.2 电光式光开关 4.3 热光式光开关 …… 4.1 机械式光开关 机械式光开关是目前光通信系统最传统、技术最成熟的光开关。 一种实用化的机械式多模光纤光开关的插入损耗已达到小于1dB，开关时间小于1ms 最具成效的光开关 “微光机电系统光开关” “金属膜与无源波导相结合的光开关” 4.1.1 微光机电系统光开关 Micro-Opto-Electro-Mechanical System ————MOEMS 微光机电系统光开关——是微机电系统（MEMS）技术与传统光技术相结合的新型机械式光开关。 什么是MEMS？ 4.1.2 MEMS技术 微机电系统技术是基于半导体微细加工技术而成长起来的平面制作工艺技术； 利用这种技术可以制作微小而活动的机械系统。 MEMS与微光学结合便构成了MOEMS。 4.1.3 MOEMS优点 微型化； 高的交换速度； 小的插入损耗； 提供光功能器件和波导或光纤所需的亚微米级定位精度； 与IC工艺相容，可大规模生产，成本低。 4.1.4 MOEMS分类 根据被驱动的部件不同，MOEMS可分两类 基于传统的机械式光开关 移动其他部件的光开关 对二者进行比较 4.1.5 基于传统的机械式光开关 4.1.6 移动其他部件的光开关1 4.1.7基于微镜MOEMS光开关的设计 组成： 活动微镜、驱动执行器、输入/出光纤 MOEMS有两种基本结构方式： 1.二维（2D）数字逼近方式； 2.三维（3D）模拟逼近方式。 二维（2D） 三维（3D） 4.1.8 产品例举1 电磁驱动光纤移动的光开关 4.1.8 产品例举2 NTT公司电磁驱动型光纤开关 4.1.8 产品例举3 采用MOEMS技术移动微反射镜的光开关 作 业 * 2004-11-09 2000.3 第十一周 光开关的几个参数 （1）插入损耗 ai=10Lg(Pin/Pout) (dB) (2) 通断消光比 开关处于接通状态的输出光功率和处于断开状态的输出光功率之比。 a=10Lg(P通/P断) 光开关 (3)寿命 允许转换光路的次数 （4）转换速度 光通道的设置开关：1~10ms 保护倒换：1~10us 分组交换：1ns 外调制：10ps 光开关的几个参数 1.光开关概念 概念： 光开关是一种光路控制器，起转换光路的作用 如：使用1×2光开关转换光路示意图 光端机 光端机 1×2光开关 1×2光开关 1.光开关概念 概念： 光开关是一种光路控制器，起转换光路的作用 如：使用1×2光开关转换光路示意图 光端机 光端机 1×2光开关 1×2光开关 2.光开关的类型1 （1）机械式光开关——利用驱动机构带动活动的 光纤（或微反射镜）使之 根据指令信号要求与所需 光纤（或光波导）连接 （2）非机械式光开关——工作原理视不同器件而 各不相同 非机械式光开关又分为： 体光学器件组成的光开关 以波导为基础的光开关 2.光开关的类型2 小的串音； 大的消光比； 低的插入损耗； 小的驱动电压； 无极化依赖性； 与光纤有高的耦合效率； 紧凑的器件尺寸； 开关速度和频率带宽可设定。 3对光开关及光开关阵列的要求： MEMS 光纤1 玻璃套筒 方空玻璃套筒 套管 光 纤2 光纤3 光纤1 光纤2 光纤3 移动光纤式： 棱 镜 自聚焦透镜 移动棱镜式： 移动反射镜、透射镜式 4.1.6 移动其他部件的光开关2 T3 T2 T1 T4 T1 T2 T3 T4 复合光交换 2t 4t 6t 光开关或耦合器 T2 T3 T4 T1 光开关 1、英文翻译