在現代光通信網(wǎng)絡(luò )中，光路的靈活選擇與精準控制是保障網(wǎng)絡(luò )穩定性、提升資源利用率的關(guān)鍵。無(wú)論是數據中心的光路調度、PON網(wǎng)絡(luò )的鏈路檢測，還是長(cháng)途光傳輸網(wǎng)絡(luò )的故障冗余切換，都對光路選擇裝置和光開(kāi)關(guān)控制方法提出了極高的要求。

廣西科毅光通信基于陣列式WDM與高性能光開(kāi)關(guān)的核心技術(shù)，研發(fā)出集成化光路選擇裝置，并優(yōu)化光開(kāi)關(guān)控制方法，為各類(lèi)光通信場(chǎng)景提供高效、可靠的解決方案。本文將詳細解析光路選擇裝置的設計原理、光開(kāi)關(guān)控制方法的實(shí)現流程，以及相關(guān)技術(shù)在行業(yè)中的實(shí)際應用。

一、光路選擇裝置的集成設計與結構

光路選擇裝置是陣列式WDM與1×N光開(kāi)關(guān)的集成產(chǎn)物，通過(guò)兩者的深度融合，實(shí)現光路選擇與波分復用的一體化功能，大幅提升光網(wǎng)絡(luò )的集成度與運行效率。

1.光路選擇裝置的核心組成

光路選擇裝置的核心由兩部分構成：陣列式WDM和1×N光開(kāi)關(guān)，兩者通過(guò)光纖陣列直接對接，形成完整的光路處理系統。

（1）陣列式WDM模塊

與前文所述陣列式WDM結構一致，包含公共端、透射端和反射端三個(gè)端口，每個(gè)端口均集成光纖陣列與匹配的微透鏡陣列。其核心功能是對輸入的光信號進(jìn)行波長(cháng)篩選，實(shí)現特定波長(cháng)光信號的透射或反射輸出。

（2）1×N光開(kāi)關(guān)模塊

采用前文所述的高性能光開(kāi)關(guān)結構，包含光纖陣列、微透鏡陣列、透鏡和MEMS反射鏡。其核心功能是通過(guò)MEMS反射鏡的精準控制，實(shí)現輸入光信號向不同光路的切換輸出，為陣列式WDM提供多光路輸入支持。

2.光路選擇裝置的連接方式與匹配要求

光路選擇裝置的連接關(guān)系如圖1所示。

圖1 應用本發(fā)明實(shí)施例提供的光路選擇裝置進(jìn)行PON光路檢測的光路示意圖

（1）核心連接方式

1×N光開(kāi)關(guān)的光纖陣列與陣列式WDM的透射端或反射端光纖陣列直接連接（推薦采用熔接方式），形成穩定的光路鏈路。連接選擇需根據實(shí)際應用場(chǎng)景確定：

1.      若需篩選特定波長(cháng)的透射光輸出，可將光開(kāi)關(guān)連接至WDM的透射端；

2.      若需篩選特定波長(cháng)的反射光輸出，可將光開(kāi)關(guān)連接至WDM的反射端。

（2）關(guān)鍵匹配要求

1×N光開(kāi)關(guān)與陣列式WDM的光纖陣列必須保持形式匹配，即兩者均為一維光纖陣列或均為二維光纖陣列，確保每根光纖的精準對接。同時(shí)，微透鏡陣列與光纖陣列的一一對應關(guān)系需保持一致，避免光信號耦合損耗。

3.光路選擇裝置的技術(shù)特點(diǎn)

（1）高度集成化

將光路選擇與波分復用功能集成于一個(gè)裝置中，替代傳統“光開(kāi)關(guān)+分立WDM+大量連接光纖”的復雜組合，簡(jiǎn)化設備部署。

（2）光路切換靈活

通過(guò)1×N光開(kāi)關(guān)的MEMS反射鏡控制，可實(shí)現輸入光信號向N條不同光路的切換，配合陣列式WDM的波長(cháng)篩選功能，滿(mǎn)足多波長(cháng)、多光路的靈活調度需求。

（3）維護成本低

集成化設計減少了器件數量和連接點(diǎn)，降低了故障發(fā)生概率，同時(shí)簡(jiǎn)化了后期維護流程，減少了維護成本投入。

二、光開(kāi)關(guān)控制方法的實(shí)現流程

光開(kāi)關(guān)控制方法是保障光路選擇裝置穩定運行的核心，其通過(guò)精準的步驟設計，實(shí)現光信號的高效傳輸與切換，具體流程如圖2所示。

圖2 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光開(kāi)關(guān)控制方法步驟流程圖，

1.光開(kāi)關(guān)控制的核心步驟

步驟801：光信號在1×N光開(kāi)關(guān)中的傳輸與切換

輸入光信號首先通過(guò)1×N光開(kāi)關(guān)的光纖陣列傳輸至對應的微透鏡陣列，經(jīng)微透鏡準直后，從透鏡中心位置射出至MEMS反射鏡。根據預設的光路選擇需求，通過(guò)電壓或電流信號控制MEMS反射鏡偏轉特定角度，使光信號以預設方向反射回透鏡。透鏡將反射光轉換為與光軸平行的平行光，傳輸至微透鏡陣列的目標微透鏡，經(jīng)聚焦后通過(guò)光纖陣列的對應光纖輸出，進(jìn)入陣列式WDM的透射端或反射端。

步驟802：光信號在陣列式WDM中的篩選與輸出

進(jìn)入WDM的光信號通過(guò)透射端或反射端的光纖陣列傳輸至匹配的微透鏡，經(jīng)準直后傳輸至濾波片。濾波片對光信號進(jìn)行波長(cháng)篩選，符合要求的光信號（透射光或反射光）傳輸至公共端的微透鏡陣列，經(jīng)聚焦后通過(guò)公共端光纖陣列輸出，完成整個(gè)光路選擇與篩選過(guò)程。

2.控制方法的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

（1）MEMS反射鏡偏轉精度控制

MEMS反射鏡的偏轉角度直接決定光路切換的準確性，需通過(guò)精準的控制信號校準，確保每次偏轉角度誤差在允許范圍內，避免光路偏移。

（2）光信號耦合同步性

光纖陣列與微透鏡陣列的空間位置需保持固定，確保光信號在傳輸過(guò)程中始終精準耦合，避免因振動(dòng)、溫度變化等因素導致耦合偏移，影響傳輸效率。

（3）波長(cháng)篩選與光路切換的協(xié)同

根據WDM濾波片的波長(cháng)特性，提前設定MEMS反射鏡的偏轉邏輯，確保光路切換與波長(cháng)篩選的協(xié)同匹配，實(shí)現目標波長(cháng)光信號的精準輸出。

3.控制方法的穩定性與可靠性

廣西科毅光通信在光開(kāi)關(guān)控制方法中采用了多重保障機制：

3.      采用高精度MEMS反射鏡，具備良好的抗干擾能力和長(cháng)期穩定性，確保偏轉控制的一致性；

4.      優(yōu)化控制信號算法，減少環(huán)境因素（溫度、濕度）對控制精度的影響；

5.      設計冗余控制邏輯，當某一路徑出現故障時(shí)，可快速切換至備用路徑，提升系統可靠性。

三、集成化方案在PON網(wǎng)絡(luò )中的應用

PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )）作為光纖到戶(hù)、企業(yè)專(zhuān)線(xiàn)等業(yè)務(wù)的核心承載網(wǎng)絡(luò )，其鏈路檢測與維護是保障業(yè)務(wù)穩定運行的關(guān)鍵。陣列式WDM與光路選擇裝置的集成方案，在PON網(wǎng)絡(luò )光路檢測中展現出顯著(zhù)優(yōu)勢。

1.PON網(wǎng)絡(luò )光路檢測的需求

PON網(wǎng)絡(luò )采用樹(shù)形拓撲結構，由OLT（光線(xiàn)路終端）、分光器和ONU（光網(wǎng)絡(luò )單元）組成，單條OLT鏈路可連接多個(gè)ONU。在實(shí)際運行中，需通過(guò)OTDR（光時(shí)域反射儀）對每條ONU鏈路進(jìn)行性能檢測（如光纖損耗、斷點(diǎn)定位等）。傳統檢測方案需在每個(gè)ONU鏈路部署獨立的WDM和光開(kāi)關(guān)，如圖3所示，存在器件數量多、檢測流程復雜等問(wèn)題。

圖3 現有技術(shù)中利用WDM和光開(kāi)關(guān)進(jìn)行PON光路檢測的光路示意圖

2.集成化方案在PON網(wǎng)絡(luò )中的部署

采用廣西科毅光通信的集成化光路選擇裝置后，PON網(wǎng)絡(luò )光路檢測的部署方式如圖1所示：

6.      光路選擇裝置的1×N光開(kāi)關(guān)輸入光纖連接OTDR，由OTDR產(chǎn)生檢測光信號；

7.      陣列式WDM的公共端光纖陣列通過(guò)分光器連接至各個(gè)ONU的線(xiàn)路；

8.      陣列式WDM的透射端或反射端光纖陣列連接至OLT的上行線(xiàn)路。

檢測時(shí)，OTDR發(fā)出的檢測光信號經(jīng)1×N光開(kāi)關(guān)切換至目標ONU鏈路對應的光路，通過(guò)陣列式WDM的公共端傳輸至ONU線(xiàn)路，檢測信號經(jīng)ONU線(xiàn)路反射后，沿原路徑返回OTDR，完成鏈路性能檢測。通過(guò)1×N光開(kāi)關(guān)的依次切換，可實(shí)現對所有ONU鏈路的逐一檢測。

3.應用效果與行業(yè)反饋

集成化方案在PON網(wǎng)絡(luò )中的應用，帶來(lái)了三大顯著(zhù)效果：

9.      檢測效率提升：無(wú)需人工切換器件，通過(guò)光開(kāi)關(guān)的自動(dòng)切換即可完成所有鏈路檢測，檢測時(shí)間縮短50%以上；

10.    部署成本降低：大幅減少了WDM和光開(kāi)關(guān)的數量，同時(shí)簡(jiǎn)化了光路連接，硬件采購與施工成本降低40%左右；

11.    維護難度降低：集成化器件的故障率更低，且故障排查更便捷，減少了后期維護的人力投入。

目前，該方案已在多個(gè)運營(yíng)商的PON網(wǎng)絡(luò )中得到應用，獲得了行業(yè)客戶(hù)的廣泛認可。

四、廣西科毅光通信的產(chǎn)品優(yōu)勢與服務(wù)保障

廣西科毅光通信作為光通信器件領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商，始終以客戶(hù)需求為導向，憑借技術(shù)創(chuàng )新和品質(zhì)管控，為客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品與服務(wù)。

1.技術(shù)研發(fā)實(shí)力

公司擁有一支經(jīng)驗豐富的研發(fā)團隊，專(zhuān)注于陣列式WDM、光開(kāi)關(guān)、光路選擇裝置等核心產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng )新，可根據客戶(hù)的具體應用場(chǎng)景（如PON網(wǎng)絡(luò )、數據中心、長(cháng)途傳輸網(wǎng)絡(luò )等），定制化開(kāi)發(fā)產(chǎn)品方案，滿(mǎn)足不同波長(cháng)、光路數量、傳輸速率的需求。

2.產(chǎn)品品質(zhì)管控

嚴格遵循ISO9001質(zhì)量管理體系，從原材料采購、生產(chǎn)加工到成品檢測，每個(gè)環(huán)節均執行嚴格的質(zhì)量標準。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)高溫、低溫、濕度循環(huán)、振動(dòng)等多項環(huán)境測試，確保在復雜工況下的穩定運行。

3.完善的服務(wù)體系

12.    售前服務(wù)：提供專(zhuān)業(yè)的技術(shù)咨詢(xún)和方案設計，協(xié)助客戶(hù)選擇合適的產(chǎn)品型號；

13.    售中服務(wù)：提供產(chǎn)品安裝調試指導，確保產(chǎn)品快速投入使用；

14.    售后服務(wù)：建立快速響應機制，對客戶(hù)反饋的問(wèn)題及時(shí)處理，提供產(chǎn)品維修、更換等服務(wù)，保障客戶(hù)業(yè)務(wù)的持續運行。

五、行業(yè)發(fā)展前景與展望

隨著(zhù)光通信網(wǎng)絡(luò )向高速率、高密度、智能化方向發(fā)展，集成化、小型化、低功耗已成為光通信器件的核心發(fā)展趨勢。陣列式WDM與光開(kāi)關(guān)的集成技術(shù)，正是順應這一趨勢的重要創(chuàng )新，其應用場(chǎng)景將不斷拓展，不僅限于PON網(wǎng)絡(luò )，還將在數據中心互聯(lián)、5G承載網(wǎng)、量子通信等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

廣西科毅光通信將持續加大研發(fā)投入，不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能，推出更多適應行業(yè)發(fā)展需求的光通信器件解決方案，為光通信行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展貢獻力量。如果您需要了解更多產(chǎn)品信息或定制解決方案，歡迎訪(fǎng)問(wèn)廣西科毅光通信官方網(wǎng)站www.www.hellosk.com，或直接聯(lián)系我們的銷(xiāo)售團隊，我們將為您提供專(zhuān)業(yè)、高效的服務(wù)。

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