基于数字交叉开关的波分复用光互连网络设计

设计了一种双层波分复用(WDM)光互连网络。上层为采用WDM和硬件路由技术的光纤环网,下层为采用8通道10Gbit／s数字交叉开关设计的星型网络。根据互连带宽要求,分别设计了两种支持1．056Git/s和4．224Gbit／s PCI总线全带宽的光网络接口卡(ONIC)。利用现场可编程门阵列(FPGA)在光互连网络中实现了数据包的硬件路由以及数字交叉开关的动态配置。随着网络规模扩展,每增加1个子网,子网间最大通信延迟增量仅为1．5μs。     

混洗网络中光开关矩阵研究

基于偏振控制技术,利用偏振光分束器和位相型空间光调制器构建1×2和2×1的节点开关单元,节点开关单元各端口间按照特定的映射规则和连接关系以光纤实现互连,从而得到一种新型的4×4光开关矩阵.该 4×4光开关矩阵利用位相型空间光调制器对信号光偏振态的控制实现路由,通过对其各输入端口光信号路由状态的分析表明,它可以完成信号光点对点的全排列无阻塞的输出与交换,同时,还具备部分的多点组播功能.该矩阵开关具有交换速度快、插入损耗小、串话低、性能稳定等特点,对于构建大规模的光互连网络具有一定的帮助.     

光计算中全排列无阻塞双Omega光互连网络的光学实现方法

本文分析了单个Ｏｍｅｇａ光互连网络的局限性，提出了一种全排列无阻塞双Ｏｍｅｇａ光互连网络的光学实现方法。光回路系统由Ａｒ＋３离子激光器、光束分束器、偏振组合棱镜和液晶空间光开关组成，能够实现输入信号列阵光束的并行传输和全排列无阻塞光互连。     

MEMS光开关的研究与进展

光开关是光通信网络的重要功能器件,MEMS光开关是最具发展前景的光开关之一。在简介不同种类光开关原理特点的基础上,详细分析了当前主要的MEMS光开关的分类、结构、工艺与性能特点,并给出这一领域的研究与发展状况。     

全光网络中的MEMS光开关

介绍了目前国内外光纤通信系统中所涉及的电磁驱动移动式MEMS光开关、静电驱动式光开关、基于MEMS光大器的可扩展型光开关矩阵、喷墨气泡MEMS光开关、开环式1×N波长选择MEMS光开关。对这些器件的结构原理,制造方法及其性能指标作了分析。把这些器件的性能指标和当前光纤通信系统中的光开关的性能要求进行比较,分析了这些器件的应用前景。最后,对MEMS光开关做出了展望,指出了今后MEMS光开关的进一步研究方向。     

MEMS 光开关技术的研究进展

近年来国际上出现的一些新型MEMS光开关，包括其结构、驱动方式、规模等。并且通过对基于各种不同工作机理的光开关之问，性能、结构及可实行产业化程度等各方面数据的分析比较，认为MEMS光开关在现代光通讯领域具有较好的应用发展前景。     

光交叉连接的硬件设计和应用

利用MEMS光开关来构建光交叉连接OXC目前成为一个研究热点。本文叙述了利用MEMS光开关构建光交叉连接的系统构架，提出了相应的硬件平台设计方案，并对实际的OXC交换板做了性能测试。从交换时间和插入损耗这两个指标来看，该OXC完全可以满足一般的交换速度和交换容量需求。同时，在实际制作的OXC交换板的基础上，通过加入扩展光器件，该OXC板可以扩展为带波长变换的光节点，可以实现ASON自动交换光网络的交换节点功能。     

光网络IC

ADI公司推出一系列PON专用的CDRs和SERDES，denseDAC^TM DAC满足当今光网络的挑战性设计要求，用于AOTF的多通道DDS，用于MEMS微镜控制的快速PulSAR ADC，10 Gbps XFP收发器和单通道信号调理器     

全光通信用MEMS光开关

在简要介绍了硅微加工技术的基础上,详细介绍了微透镜和微反射镜两种MEMS光开关的结构和工作原理。从发展和实用的角度对典型的波导调制型MZI光开关和MEMS光开关的特性进行了比较,展望了MEMS光开关在未来全光通信中的应用前景。     

自由空间与偏振无关的1×N和N×1光开关设计

基于光开关在全光通信和光互连网络中的重要作用，设计了由偏振光分束器（PBS）、相位型空间光调制器（PSLM）和反射镜构成的1×N和N×1光开关模块，其中N＝2m，m＝1，2，3…。该设计利用PSLM对信号光偏振态的控制，在自由空间实现信号的路由和切换，信号光的P光分量和S光分量同时参与工作，并在输出端口重新会合，因此光开关表现出与信号光偏振态无关的特点。同时，该光开关所用器件少，具有结构简单紧凑、控制方便灵活和操作迅速快捷等特点，而且具有很强的重构与升级能力，对于构建大规模的交换矩阵具有一定的作用。     

电力系统中MEMS光开关切换路径优化控制的方法

针对电力系统中微机电系统(MEMS)光开关在切换备纤时可能受到光控信号的影响而造成光时域反射仪(OTDR)发生损坏的问题,文章提出了一种电力系统中MEMS光开关切换路径优化控制的方法,在对MEMS光开关进行完整的扫描后得到其精确的光信号通道功率等高图,然后再对其切换路径进行优化控制,使得MEMS光开关可以在平衡控制通道切换时间的前提下使入射光沿相对通道隔离度最高的最佳路径进行切换控制,同时也可以在保证切换时间的前提下将MEMS光开关在切换时对其他通道的影响降到最低,并且即使在通道环境非常复杂的情况下也不受影响。     

光交换的时间及空间结构分析

拓扑学上的光网络由边(光传输)和节点(光交换)组成。从业务属性出发,基于连接和无连接方式,分析了光交换的时间结构,包括光分组和光突发的时间结构,以及不同动态性的光电路交换的时长及其度量标准,结合实验结果分析了最短光电路交换的时长极限。从多端口和大容量的要求出发,重点讨论了基于微电子机械系统(MEMS)开关、波长选择开关(WSS)和阵列波导光栅(AWG)的三种光交换结构。分析了光交换结构的扩展方法,并讨论了光交换的几个具有挑战性的问题,包括缓存和能耗问题。通过分析,希望从时间和空间两个维度更清晰地认识光交换的本质及其与电交换的异同。     

基于光纤模式数据采集方案的阵列快拍成像雷达

阵列快拍成像雷达采用阵列天线雷达成像体制,通过高速微波开关切换和高速数据采集,可以同时实现对目标的空间分辨和时间分辨,即实现雷达快拍成像,该技术在飞行器平台的辅助导航、交通监测等领域具有广阔的应用前景。阵列快拍成像雷达的特点是能够快速成像,核心技术包括微波信号收发、高速数据采集与传输、实时成像处理及阵列天线高速微波开关切换。其中,高速数据采集与传输是实现快速成像是正确成像的关键,数据缺失会导致图像散焦。本文首先分析了阵列快拍成像雷达成像原理及信号采样对数据采集与传输系统的要求;继而提出了基于光纤传输模式的数据采集与传输系统方案,系统采用四路高速AD对雷达基带信号进行采样,在FPGA中进行复数运算,通过光纤通道传送到主控计算机,系统传输速率可以达到2.5Gbps;最后,通过阵列快拍成像实验验证了系统的性能。      

Extending a DWDM Optical Network Test System to 12 Gbps x4 Channels

A “Development Platform” for prototyping new multi-GHz ATE has recently been introduced (Keezer et al. 2009). The first application was a multi-channel test system for characterizing an optical network switch operating at 2.5 Gbps per channel (Keezer et al. 2009, 2010). Nine transmitter channels (TX) and nine receivers (RX) were used to test the Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) switching network. This present paper incorporates elements from the prototype designs into full-feature test modules targeting applications between 2.5 Gbps and 24.0 Gbps per channel. Specifically, the optical test system is extended for burst-mode 12 Gbps DWDM packets (more than 4-times the rate of the original system). Using 8 TX channels, an aggregate data rate of 96 Gbps is achieved. Alternatively, some modules can be configured to double the channel-count (up to 18) while operating at the lower 2.5 Gbps rate (45 Gbps aggregate rate). Lower rates permit use of lower-cost optical components. Two new modules are described with testability features such as: (1) support for “loopback” testing of DUT output-to-inputs, (2) DC electrical tests, (3) 2-to-1 multiplexing up to 24 Gbps, (4) ATE self-test/calibration loopback paths. Recently multiple Development Platforms have been constructed that can operate either independently or synchronized using very low-jitter (~1 ps RMS) clock distribution paths.     

有旋转连接的双层光互连网络设计与分析

设计一个具有旋转连接功能的双层并行光互连网络。顶层为数字路由结点(DRN)和光网络接口卡(ONIC)组成的星型网,吞吐率大于10Gbps;底层为ONIC连接而成的环形网,峰值传输速率1．056Gbps。光纤旋转连接器(FORJ)的引入增加了网络的灵活性和使用范围。该网络的最大吞吐速率为8．448Gbps;环网内平均延迟2195ns,环网间平均延迟4713ns,误码率小于10^-14;结点机之间的链路长度最大可达5．46km。     

分组交换技术在光传输网中的研究与设计

针对用电路交换技术传输OTN信号面临容量、速率受限的问题,研究了基于包结构的光传送网的优势并提出实现方案。文中首先介绍了分组交换网络和光传送网相结合的基本结构,以及OTN帧结构及混合网络中标准的包格式,最后描述了一个将OTN技术和数据包技术相融合的可实现结构。该结构能将光信道数据单元解复用为低阶形式,并将其切割为离散的数据包。切割好的数据包由标准包接口送往包交换芯片进行交换,交换后的数据包进入重组模块,将其重组为连续的数据流,再由复用模块将光信道数据单元复用到其高阶形态发送出去。     

MEMS光开关

采用 MEMS体硅工艺 ,制作了三种结构的微机械光开关 :水平驱动 2 D(二维 )光开关、垂直驱动 2 D光开关和扭摆驱动 2 D、3D(三维 )光开关 .水平驱动光开关采用单层体硅结构 ,另外两种光开关都采用了硅 -玻璃的键合结构 .它们的工作原理都基于硅数字微镜技术 .这三种光开关均采用了静电力驱动 ,具有较低的驱动电压 ,其中扭摆式光开关的驱动电压小于 15 V.对于 2 D开关阵列 ,在硅基上制作了光纤自对准耦合槽 .对后两种光开关的开关特性进行了计算机模拟与分析 ,结果表明这两种光开关具有小于 1ms的开关时间     

光开关及其在全光网中的应用

光开关是完成全光交换的核心器件 ,光开关的研究日益成为全光通信领域关注的焦点。从光开关的性能指标开始系统介绍了光开关的类型 ,深入探讨了光开关构成的全光交换机的结构原理。随着数据网络的迅速发展 ,光开关将在全光网络中得到广泛的应用     

全光网络中的MEMS光开关研究新进展

光开关是未来全光网络中关键的光交换器件。MEMS技术由于其自身的诸多优点而被认为是目前最有前景的光器件制作技术之一。本文简要论述了MEMS光开关与其他类型光开关的区别,介绍了MEMS光开关的特性,并分别就二维、三维及最近提出的一维MEMS光开关进行了介绍和比较。最后,综合探讨了MEMS光开关目前所面临的各种挑战。     

A New Architecture for Nonblocking Optical Switching Networks

With the current technology, all-optical networks require nonblocking switch architectures for building optical cross-connects. The crossbar switch has been widely used for building an optical cross-connect due to its simple routing algorithm and short path setup time. It is known that the crossbar suffers from huge signal loss and crosstalk. The Clos network uses a crossbar as building block and reduces switch complexity, but it does not significantly reduce signal loss and crosstalk. Although the Spanke's network eliminates the crosstalk problem, it increases the number of switching elements required considerably (to 2N ² - 2N). In this paper, we propose a new architecture for building nonblocking optical switching networks that has much lower signal loss and crosstalk than the crossbar without increasing switch complexity. Using this architecture we can build non-squared nonblocking networks that can be used as building block for the Clos network. The resulting Clos network will then have not only lower signal loss and crosstalk but also a lower switch complexity.