光开关 _原创文档.pdf

  1. 1、本文档共13页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多

光开关是较为重要的光无源器件,在光网络系统中可对光信号进行通断和切换。光开关在光分/插复用

(OADM)、时分复用(TDM)、波分复用(WDM)中有着广泛的应用。光开关以其高速度、高稳定性、低

串扰等优势成为各大通信公司和研究单位的研究重点。光开关有着广阔的市场前景,是最具发展潜力的光

无源器件之一。

一、光开关与全光网络

近几年,随着远程通信和计算机通信的飞速发展,特别是Internet/Intranet业务的爆炸式崛起,传统的基于

电子领域的传输系统已难以满足日益增加的业务需要。密集波分复用(DWDM)技术利用单模光纤的低损

耗窗口,在一根光纤中同时传输多路波长载波,并采用掺铒光纤放大器(EDFA)来取代传统的光电中继系

统。不但在不增加光纤的基础上使容量成倍增加,还摆脱了由于光电转换过程中“电子瓶颈”所带来的单根

光纤传输速率制约。因而被认为是提高光纤通信容量的一种有效途径,如图1所示。

从图2中我们看到,光交叉连接器(OXC)和光上/下路复用器(OADM)是全光网络的关键。OADM和

OXC可以管理任意波长的信号,从而更充分地利用带宽。而且,环状网络拓扑结构增强了WDM设备的可

靠性以及数据的生存性。

光交叉连接矩阵是OXC的核心,它要求无阻塞、低延迟、宽带和高可靠性,并且要具有单向、双向和广

播形式的功能,如图3所示。而光开关又是光交换和光互连中最基本的器件,它的性能、价格将直接影响

到OXC系统的商用化进程。

二、光开关概述

目前,在光传送网中各种不同交换原理和实现技术的光开关被广泛地提出。不同原理和技术的光开关具有

不同的特性,适用于不同的场合。依据不同的光开关原理,光开关可分为:机械光开关、磁光开关、热光

开关、电光开关和声光开关。依据光开关的交换介质来分,光开关可分为:自由空间交换光开关和波导交

换光开关。

机械式光开关:机械式光开关发展已比较成熟,可分为移动光纤、移动套管、移动准直器、移动反光镜、

移动棱镜和移动耦合器。传统的机械式光开关插入损耗较低(≤2dB);隔离度高(45dB);不受偏振和波

长的影响。其缺陷在于开关时间较长,一般为毫秒量级,有时还存在回跳抖动和重复性较差的问题。另外

其体积较大,不易做成大型的光开关矩阵。机械式光开关,已经做成产品,在国内市场上主要有康顺公司

生产的1×2,1×4,2×2机械式光开关,国外的主要有E-TEK,JDS,Dicon,Lightech,Oplink等公司的产品。

微电子机械光开关(MEMS):MEMS是由半导体材料,如Si等,构成的微机械结构。它将电、机械和光

集成为一块芯片,能透明地传送不同速率、不同协议的业务。MEMS已广泛应用在工业领域。MEMS器件

的结构很像IC的结构,它的基本原理就是通过静电的作用使可以活动的微镜面发生转动。从而改变输入光

的传播方向。MEMS既有机械光开关的低损耗、低串扰、低偏振敏感性和高消光比的优点,又有波导开关

的高开关速度、小体积、易于大规模集成等优点。基于MEMS光开关交换技术的解决方案已广泛应用于骨

干网或大型交换网。

液晶光开关:液晶光开关的工作状态基于对偏振的控制:一路偏振光被反射,而另一路可以通过。典型的

液晶器件将包括无源和有源两部分。无源部分,如分路器将入射光分为两路偏振光。根据是否使用电压,

有源部分或者改变入射光的偏振态或者不加改变。由于电光效应,在液晶上施加电压将改变非常光的折射

率,从而改变非常光的偏振状态,本来平行光经过在液晶中的传输会变成垂直光。液晶的电光系数很高,

是铌酸锂的几百万倍,使液晶成为最有效的光电材料。电控液晶光开关的交换速度可达亚微秒级,未来将

可以达到纳秒级。

热光效应开关:热光技术一般用于制作小型光开关。典型的如1×1、1×2、2×2等,更大的光开关可由1×2

光开关元件在同一晶片上集成。热光开关主要有两种基本类型:数字型光开关(DOS:Digitaloptical

switches)和干涉型光开关(Interferometricswitches)。干涉型光开关具有结构紧凑的优点,缺点是对波长

敏感。因此,通常需要进行温度控制。它们都是在介质材料,如玻璃或硅基片上,先做上波导结构,然后,

在波导上蒸镀金属薄膜加热器,金属薄膜通电发热,导

文档评论(0)

***** + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档