摘 要：隨著密集波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用以及光聯(lián)網(wǎng)的提出，光開(kāi)關(guān)技術(shù)已經(jīng)成為未來(lái)光聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。光開(kāi)關(guān)廣泛應(yīng)用于交叉連接設(shè)備、保護(hù)倒換、分插復(fù)用器等各種設(shè)備中。綜述了目前已經(jīng)實(shí)用或正在研究的光開(kāi)關(guān)及陣列的各種制作技術(shù)，包括微光電子機(jī)械技術(shù)、液晶技術(shù)、全息光柵技術(shù)以及氣泡技術(shù)、熱光技術(shù)及聲光技術(shù)等，詳細(xì)分析了各種技術(shù)相應(yīng)的發(fā)展?fàn)顩r、技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，并分析了其發(fā)展的趨勢(shì)。
EG;E !0 !TJ,:c]4{! 關(guān)鍵詞：光開(kāi)關(guān)； 光聯(lián)網(wǎng)； 密集波分復(fù)用； 微光電子機(jī)械
系統(tǒng) Hd dc-7s EgU#r@7I 1.引言
i*Ldec^ :#pdyJQ_ 隨著
光纖通信技術(shù)的發(fā)展和密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)的應(yīng)用，光聯(lián)網(wǎng)（OTN）已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì), 光開(kāi)關(guān)技術(shù)已經(jīng)成為未來(lái)光聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。光聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)主要依賴于光開(kāi)關(guān)、光濾波器、新一代放大器、密集波分復(fù)用技術(shù)等器件和技術(shù)的進(jìn)展。其中DWDM技術(shù)的發(fā)展是推動(dòng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要因素，而光聯(lián)網(wǎng)的提出將使設(shè)備制造商、電信運(yùn)營(yíng)商都面臨巨大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
qfyZda0d S k~"-HL| 2.光開(kāi)關(guān)應(yīng)用范圍介紹
PmRvjSIG Ch_rV + 光開(kāi)關(guān)是全光交換中的關(guān)鍵器件，可實(shí)現(xiàn)在全光層的路由選擇、
波長(zhǎng)選擇、光交叉連接以及自愈保護(hù)等功能。目前光開(kāi)關(guān)主要應(yīng)用包括［1~4］：
[/UchU]DT 12KC4,C&1i （1）光交叉連接（OXC）。OXC由光開(kāi)關(guān)矩陣組成，主要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)光路徑管理、光網(wǎng)絡(luò)的故障保護(hù)、靈活增加新業(yè)務(wù)等。光交叉連接對(duì)開(kāi)關(guān)的要求主要有低插損、低串?dāng)_、低開(kāi)關(guān)時(shí)間以及無(wú)阻塞運(yùn)作。目前微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)已經(jīng)在光交換應(yīng)用中進(jìn)入了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)階段［1］，由于其對(duì)波長(zhǎng)、數(shù)據(jù)速率和信號(hào)格式都透明，在不遠(yuǎn)的將來(lái)有希望實(shí)現(xiàn)光層上的交換；
Y8\ P"q b （2）用光開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)保護(hù)倒換。當(dāng)光纖斷裂或傳輸發(fā)生故障時(shí)，就可以通過(guò)光開(kāi)關(guān)改變業(yè)務(wù)的傳輸路徑，實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)的保護(hù)。通常這種保護(hù)倒換只需1×2端口的光開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)；
*iE tXv （3） 用1×N光開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。在遠(yuǎn)端光纖測(cè)試點(diǎn)通過(guò)1×N光開(kāi)關(guān)把多根光纖接到一個(gè)光時(shí)域反射儀（OTDR）上，通過(guò)光開(kāi)關(guān)倒換實(shí)現(xiàn)對(duì)所有光纖的監(jiān)測(cè)。另外，利用光開(kāi)關(guān)也可以在光纖線路中插入網(wǎng)絡(luò)分析儀，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在線分析；
{O^u^a\m （4）光纖通信器件測(cè)試。光器件、光纜以及子系統(tǒng)產(chǎn)品在測(cè)試過(guò)程中，可以使用光開(kāi)關(guān)同時(shí)測(cè)試多個(gè)器件，從而簡(jiǎn)化測(cè)試，提高效率；
*[3xc*5F/A （5）光上下路復(fù)用（OADM）。光上下路復(fù)用器主要應(yīng)用于環(huán)形的城域網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)單個(gè)波長(zhǎng)和多個(gè)波長(zhǎng)從光路上自由上下。用光開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的OADM可以通過(guò)
軟件控制動(dòng)態(tài)上下任意波長(zhǎng)，這樣將增加網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性。
}OL"38P &)%+DUV| 3.各種光開(kāi)關(guān)技術(shù)特點(diǎn)分析
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$/++afi m 傳統(tǒng)的光開(kāi)關(guān)技術(shù)主要采用波導(dǎo)和機(jī)械兩種技術(shù)。波導(dǎo)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)速度在微秒到亞毫秒量級(jí)，且體積非常小、易于集成為大規(guī)模的矩陣開(kāi)關(guān)陣列，但其插損、隔離度、消光比、偏振敏感性等指標(biāo)都較差；光機(jī)械開(kāi)關(guān)雖然有比較低的插入損耗和串音效果，以及成本較低、設(shè)計(jì)配置簡(jiǎn)單，但其設(shè)備龐大、可擴(kuò)展性一般，不適用于大規(guī)模的開(kāi)關(guān)矩陣及OXC應(yīng)用。目前，原有技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，同時(shí)也涌現(xiàn)了很多新技術(shù)，主要包括微光電子機(jī)械開(kāi)關(guān)、噴墨氣泡光開(kāi)關(guān)、液晶光開(kāi)關(guān)、全息光柵開(kāi)關(guān)等。
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