現在光纖通信和光網(wǎng)絡(luò )建設發(fā)展得特別快，光開(kāi)關(guān)作為控制光路傳輸和轉換的核心零件，它穩不穩定、省不省電、耐不耐用，直接影響整個(gè)光網(wǎng)絡(luò )的運行效率。MEMS光開(kāi)關(guān)靠著(zhù)毫秒級的切換速度、能實(shí)現全通道任意切換的優(yōu)勢，早就成了數據中心、光纖通信系統這些場(chǎng)景里的關(guān)鍵設備。但問(wèn)題是，傳統的MEMS光開(kāi)關(guān)都靠靜電驅動(dòng)，用久了之后靜電發(fā)生裝置容易老化失靈，導致MEMS芯片沒(méi)法正常移動(dòng)反射光線(xiàn)，最后光開(kāi)關(guān)突然斷了，給行業(yè)應用添了不少麻煩。

廣西科毅光通信科技有限公司（官網(wǎng)：www.www.hellosk.com）在光通信領(lǐng)域做了好多年，一直盯著(zhù)行業(yè)里的這些痛點(diǎn)。我們自主研發(fā)的節能MEMS光開(kāi)關(guān)，靠的是創(chuàng )新的機械升降結構，把傳統靜電驅動(dòng)的毛病全解決了，給光網(wǎng)絡(luò )穩定運行提供了靠譜的方案。這篇文章就跟大家詳細說(shuō)說(shuō)這個(gè)產(chǎn)品的技術(shù)原理、核心優(yōu)勢和能用在哪些地方，帶大家看看光開(kāi)關(guān)技術(shù)到底有啥新突破。

一、行業(yè)背景：MEMS光開(kāi)關(guān)的應用現狀與技術(shù)痛點(diǎn)

1.MEMS光開(kāi)關(guān)的行業(yè)定位

MEMS光開(kāi)關(guān)其實(shí)就是用微機電系統（MEMS）技術(shù)做出來(lái)的新型自由空間光交換設備，主要由陣列MEMS芯片和陣列多芯準直器組成，能實(shí)現N×N全通道任意切換，讓數據在多個(gè)通道里完成全光交換。它因為體積小、切換速度快、插入損耗也低，所以用的地方特別廣——像光纖通信網(wǎng)絡(luò )、數據中心之間的互聯(lián)、光傳輸設備的備份保護、光測試儀器這些領(lǐng)域都能用，是搭建高效、靈活光網(wǎng)絡(luò )的核心部件。

2.傳統技術(shù)的核心痛點(diǎn)

傳統MEMS光開(kāi)關(guān)的工作邏輯是這樣的：靠靜電發(fā)生裝置產(chǎn)生控制力，驅動(dòng)MEMS芯片上的小鏡子升降或者轉動(dòng)，這樣就能改變輸入光的傳播方向，實(shí)現開(kāi)關(guān)功能。但實(shí)際用起來(lái)，這技術(shù)的短板特別明顯：

1.      靜電發(fā)生裝置用久了容易老化、受潮，甚至短路，最后驅動(dòng)不了了；

2.      靜電驅動(dòng)對環(huán)境的濕度、溫度特別敏感，要是環(huán)境極端一點(diǎn)，穩定性就掉得厲害；

3.      一旦靜電裝置出故障，MEMS芯片就沒(méi)法正常移動(dòng)，光開(kāi)關(guān)直接斷了，光路也就中斷了——這對數據傳輸、網(wǎng)絡(luò )通信這些場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，損失可不??；

4.      而且靜電驅動(dòng)得一直耗電，不符合現在光通信設備往節能方向發(fā)展的趨勢。

所以行業(yè)里特別需要更穩定、更節能、更耐用的MEMS光開(kāi)關(guān)，廣西科毅光通信的節能MEMS光開(kāi)關(guān)，就是專(zhuān)門(mén)針對這個(gè)痛點(diǎn)做的創(chuàng )新產(chǎn)品。

二、核心技術(shù)解析：機械驅動(dòng)結構重塑光開(kāi)關(guān)穩定性

科毅研發(fā)的這款節能MEMS光開(kāi)關(guān)，最核心的創(chuàng )新就是用純機械升降的驅動(dòng)方式，把傳統的靜電發(fā)生裝置給換掉了?？烤艿臋C械結構讓MEMS芯片穩定升降，從根兒上解決了靜電失靈的問(wèn)題。整個(gè)產(chǎn)品主要分兩部分：開(kāi)關(guān)本體和升降組件，這兩部分的結構配合著(zhù)工作，保證光路切換又準又靠譜。

1.產(chǎn)品整體結構組成

（1）開(kāi)關(guān)本體：光路傳輸核心載體

開(kāi)關(guān)本體是光信號輸入、反射、輸出的核心區域，主要有殼體、MEMS芯片、輸入頭、輸出頭這四個(gè)部件：

5.      殼體：是用高強度工程塑料一次成型做的，防塵、防潮效果都不錯，能給里面的零件提供穩定的安裝和工作環(huán)境。殼體一側還開(kāi)了滑槽，用來(lái)配合升降組件固定位置，它的結構精度能控制到微米級，保證機械配合的時(shí)候順暢不卡殼。

6.      MEMS芯片：這是反射光的核心零件，由芯片基座和反射鏡組成。芯片基座和升降組件固定在一起，反射鏡用的是高反射率的光學(xué)玻璃，能精準把輸入頭發(fā)射的光信號反射到輸出頭，讓光路通起來(lái)。

7.      輸入頭和輸出頭：都用的是標準化的光纖接口設計，跟殼體固定好之后會(huì )穿過(guò)殼體，能直接對接外部的光纖線(xiàn)路，保證光信號傳輸的時(shí)候損耗低、穩定性高。

（2）升降組件：機械驅動(dòng)核心單元

升降組件是讓MEMS芯片精準升降的關(guān)鍵，里面包括滑動(dòng)板、固定桿、頂桿、第一彈簧和定位伸縮桿這些零件，它們配合著(zhù)工作，實(shí)現機械驅動(dòng)和定位：

8.      滑動(dòng)板：由滑動(dòng)板本體和按壓頭組成，滑動(dòng)板本體跟MEMS芯片的芯片基座固定在一起，還會(huì )穿過(guò)殼體；按壓頭在滑動(dòng)板本體遠離殼體的那一側，是按人體工學(xué)設計的，用戶(hù)手動(dòng)按的時(shí)候很方便?；瑒?dòng)板一側還開(kāi)了固定槽，用來(lái)配合固定桿鎖定位置。

9.      固定桿：包含固定桿本體和第二彈簧，第二彈簧裝在滑動(dòng)板的固定槽里，固定桿本體跟第二彈簧連在一起——靠彈簧的彈力，固定桿本體能彈出來(lái)也能收回去，這樣就能把滑動(dòng)板固定住或者解鎖。

10.    頂桿：由頂桿本體和限位塊組成，頂桿本體跟殼體滑動(dòng)連接，還在滑槽里面；限位塊固定在頂桿本體遠離殼體的那一側，能防止頂桿往滑槽里推太多導致故障。另外限位塊上還有凸起和第三彈簧，第三彈簧把凸起和殼體連起來(lái)，能讓頂桿操作完之后自動(dòng)復位。

11.    第一彈簧和定位伸縮桿：兩個(gè)第一彈簧分別裝在滑動(dòng)板和殼體之間，給滑動(dòng)板升降提供彈性驅動(dòng)力；兩個(gè)定位伸縮桿挨著(zhù)第一彈簧裝，分別連接滑動(dòng)板和殼體，保證滑動(dòng)板上下動(dòng)的時(shí)候不會(huì )跑偏，讓固定槽和滑槽能精準對齊。

2.工作原理：機械驅動(dòng)的精準切換過(guò)程

（1）光路導通（開(kāi)關(guān)開(kāi)啟）

要讓光路通的時(shí)候，用戶(hù)按一下滑動(dòng)板上的按壓頭，滑動(dòng)板本體就會(huì )在殼子里往下滑，同時(shí)把兩個(gè)第一彈簧壓縮?；瑒?dòng)板往下滑的時(shí)候，定位伸縮桿也會(huì )跟著(zhù)伸縮，保證滑動(dòng)板不跑偏。等滑動(dòng)板上的固定槽和殼體上的滑槽精準對齊了，固定槽里的第二彈簧就會(huì )釋放彈力，把固定桿本體彈出來(lái)——固定桿本體插進(jìn)滑槽里，滑動(dòng)板的位置就鎖定住了。這時(shí)候，跟滑動(dòng)板固定在一起的MEMS芯片也會(huì )同步降到預設位置，芯片上的反射鏡正好在輸入頭和輸出頭的光信號傳輸路徑上，輸入頭發(fā)射的光信號經(jīng)反射鏡反射后傳到輸出頭，光路就通了。

節能MEMS光開(kāi)關(guān)整體結構示意圖

節能MEMS光開(kāi)關(guān)俯視圖

節能MEMS光開(kāi)關(guān)A-A面剖視圖（內部結構展示）

（2）光路斷開(kāi)（開(kāi)關(guān)關(guān)閉）

要斷開(kāi)光路的時(shí)候，用戶(hù)推一下頂桿的限位塊，頂桿本體就會(huì )在滑槽里滑動(dòng)，頂桿本體的前端碰到固定桿本體之后，會(huì )把它頂回滑動(dòng)板的固定槽里——這樣滑動(dòng)板的位置鎖定就解除了。這時(shí)候，被壓縮的第一彈簧會(huì )釋放彈力，把滑動(dòng)板往上頂，滑動(dòng)板帶著(zhù)MEMS芯片一起上升，反射鏡就離開(kāi)輸入頭和輸出頭的光信號傳輸路徑了，光信號沒(méi)法反射，光路就斷了。同時(shí)，頂桿會(huì )在第三彈簧的作用下自動(dòng)復位，為下次操作做好準備。

節能MEMS光開(kāi)關(guān)固定桿與頂桿配合細節圖

節能MEMS光開(kāi)關(guān)C-C面剖視圖（MEMS芯片安裝位置）

3.技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn)：突破傳統技術(shù)瓶頸

科毅這款節能MEMS光開(kāi)關(guān)，在技術(shù)上主要有三個(gè)核心突破：

12.    機械驅動(dòng)替代靜電驅動(dòng)：直接把傳統的靜電發(fā)生裝置去掉了，用純機械結構讓MEMS芯片升降，從根兒上解決了靜電裝置老化、受潮失靈的問(wèn)題，產(chǎn)品的使用壽命和對環(huán)境的適應性都提升了不少；

13.    雙重定位與復位設計：定位伸縮桿能保證滑動(dòng)板升降不跑偏，第三彈簧能讓頂桿自動(dòng)復位——這雙重保障能確保機械配合的精準度，避免因為結構錯位導致開(kāi)關(guān)出故障；

14.    零能耗待機設計：只有在切換操作的時(shí)候，需要用戶(hù)手動(dòng)用點(diǎn)力，平時(shí)不用一直通電，比傳統靜電驅動(dòng)的MEMS光開(kāi)關(guān)節能90%以上，符合綠色通信的發(fā)展趨勢。

三、產(chǎn)品核心優(yōu)勢：全方位超越傳統光開(kāi)關(guān)

1.穩定性更強：適應復雜工作環(huán)境

這款產(chǎn)品用的是機械結構驅動(dòng)，不受溫度、濕度這些環(huán)境因素影響——哪怕在-40℃到85℃的溫度范圍里，或者相對濕度0%到95%（沒(méi)有冷凝）的環(huán)境下，都能穩定工作。我們實(shí)際測試過(guò)，它連續切換10萬(wàn)次都沒(méi)出過(guò)故障，使用壽命能到15年以上，比傳統靜電驅動(dòng)MEMS光開(kāi)關(guān)的5到8年使用壽命長(cháng)得多。

2.節能效果顯著(zhù)：降低運維成本

它不用一直通電驅動(dòng)，只有操作的時(shí)候需要點(diǎn)人力，長(cháng)期用下來(lái)能大幅減少光網(wǎng)絡(luò )的能耗支出。給大家舉個(gè)例子：如果數據中心用1000臺光開(kāi)關(guān)，傳統靜電驅動(dòng)的產(chǎn)品一年大概要耗2.4萬(wàn)度電，而我們這款產(chǎn)品一年耗電量幾乎為零，光電費一年就能省1.5萬(wàn)以上。

3.操作便捷：維護成本低

產(chǎn)品的按壓頭和頂桿都是按人體工學(xué)設計的，操作特別簡(jiǎn)單，不用專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員也能完成開(kāi)關(guān)切換。而且機械結構的故障率特別低，后期維護只需要定期擦一擦殼體外面就行，維護成本連傳統產(chǎn)品的五分之一都不到。

4.兼容性強：適配現有光網(wǎng)絡(luò )系統

產(chǎn)品的輸入頭、輸出頭用的是標準化光纖接口設計，能直接替換傳統的MEMS光開(kāi)關(guān)，不用改造現有的光網(wǎng)絡(luò )系統，能幫用戶(hù)減少升級成本。另外它還支持N×N全通道任意切換，不同場(chǎng)景的光路傳輸需求都能滿(mǎn)足。

四、應用場(chǎng)景：覆蓋全行業(yè)光網(wǎng)絡(luò )需求

這款節能MEMS光開(kāi)關(guān)靠著(zhù)穩定、節能、耐用的優(yōu)勢，能用在很多場(chǎng)景里：

15.    數據中心互聯(lián)：在數據中心里當光路切換的核心設備，保證海量數據傳輸穩定，不至于因為光開(kāi)關(guān)出問(wèn)題丟數據；

16.    光纖通信網(wǎng)絡(luò )：像長(cháng)途光纖通信、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)這些場(chǎng)景都能用，能實(shí)現光路備份保護和靈活調度；

17.    光傳輸設備測試：用來(lái)測試光模塊、光交換機這些設備的出廠(chǎng)性能，或者做運維檢測——精準控制光路通斷，能提高測試效率；

18.    工業(yè)控制與物聯(lián)網(wǎng)：能適應工業(yè)環(huán)境的復雜工況，給工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備的光信號傳輸提供穩定保障；

19.    醫療與科研領(lǐng)域：醫療設備、科研儀器對光路切換的精度和穩定性要求高，這款產(chǎn)品正好能滿(mǎn)足，支持精準的實(shí)驗和診療工作。

五、技術(shù)參數：精準匹配行業(yè)需求

六、廣西科毅光通信：光通信領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng )新者

廣西科毅光通信科技有限公司，是專(zhuān)門(mén)做光通信器件研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，公司在光通信產(chǎn)業(yè)集中的區域，有一支研發(fā)團隊——里面都是光學(xué)工程、微電子、機械設計這些領(lǐng)域的專(zhuān)家，從核心技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，整個(gè)流程的能力都有。

公司一直抱著(zhù)“用技術(shù)創(chuàng )新推動(dòng)行業(yè)發(fā)展”的理念，主要做光開(kāi)關(guān)、光模塊、光纖連接器這些核心產(chǎn)品?？恐?zhù)嚴格的質(zhì)量控制體系和完善的售后服務(wù)，我們的產(chǎn)品已經(jīng)用在了國內很多電信運營(yíng)商、數據中心、工業(yè)企業(yè)和科研機構里。如果客戶(hù)有個(gè)性化需求，我們還能提供定制化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)服務(wù)——根據不同的應用場(chǎng)景優(yōu)化產(chǎn)品設計，幫客戶(hù)提高光網(wǎng)絡(luò )的運行效率。

作為節能MEMS光開(kāi)關(guān)技術(shù)的先行者，我們科毅會(huì )繼續投入研發(fā)資源，推動(dòng)光開(kāi)關(guān)技術(shù)往更穩定、更節能、更智能的方向發(fā)展，給全球光通信行業(yè)提供高品質(zhì)的產(chǎn)品和解決方案。如果想了解更多產(chǎn)品細節，或者想咨詢(xún)合作，大家可以訪(fǎng)問(wèn)我們公司官網(wǎng)【www.www.hellosk.com】，也可以直接聯(lián)系我們的技術(shù)顧問(wèn)。

七、寫(xiě)在最后

現在全光網(wǎng)絡(luò )建設推進(jìn)得越來(lái)越快，光開(kāi)關(guān)的穩定性和節能性成了影響網(wǎng)絡(luò )性能的關(guān)鍵。廣西科毅光通信研發(fā)的節能MEMS光開(kāi)關(guān)，靠機械驅動(dòng)技術(shù)突破了傳統靜電驅動(dòng)的瓶頸——不僅解決了光開(kāi)關(guān)突然斷的行業(yè)痛點(diǎn)，還實(shí)現了節能降耗和長(cháng)壽命的雙重優(yōu)勢，給光通信行業(yè)帶來(lái)了技術(shù)革新。

未來(lái)，我們科毅會(huì )繼續在光通信核心技術(shù)上深耕，推出更多能滿(mǎn)足行業(yè)需求的創(chuàng )新產(chǎn)品，和合作伙伴一起搭建高效、穩定、綠色的光網(wǎng)絡(luò )生態(tài)。

擇合適的光開(kāi)關(guān)等光學(xué)器件是一項需要綜合考量技術(shù)、性能、成本和供應商實(shí)力的工作。希望本指南能為您提供清晰的思路。我們建議您在明確自身需求后，詳細對比關(guān)鍵參數，并優(yōu)先選擇像科毅光通信這樣技術(shù)扎實(shí)、質(zhì)量可靠、服務(wù)專(zhuān)業(yè)的合作伙伴。

訪(fǎng)問(wèn)廣西科毅光通信官網(wǎng)www.www.hellosk.com瀏覽我們的光開(kāi)關(guān)產(chǎn)品，或聯(lián)系我們的銷(xiāo)售工程師，獲取專(zhuān)屬的選型建議和報價(jià)！