光开关：构建智能光网络的“交通枢纽”
光开关：构建智能光网络的“交通枢纽”
光开关是一种具有一个或多个可选传输端口的光学器件，能够对光传输线路或集成光路中的信号进行物理切换或逻辑操作。它广泛应用于光网络保护、系统监测、路径选择等场景，是构建可靠、智能光网络的基础元件。
光开关的类型
光开关在光纤通信系统中有着广泛的应用，其实现技术多种多样:
◆机械光开关
◆热光开关
◆声光开关
◆电光开关
◆磁光开关
◆液晶光开关
◆MEMS光开关
……
其中，机械光开关和MEMS光开关因技术成熟、性能稳定，成为当前应用最广的两大主流。
机械式光开关：经典可靠的“老将”
机械式光开关通常采用1×N或M×N端口结构，外部电信号通过触发驱动部件(继电器、马达等)，带动棱镜、反射镜或光纤本身发生位移，从而实现光路的切换。主要有3种类型：
✧采用棱镜切换光路技术
✧采用反射镜切换技术
✧通过移动光纤切换光路
采用棱镜（或反射镜）切换光路技术，原理是基于继电器通电/断电来控制棱镜位移。常见的光开关有1×1,1×2,2×2(2x2A),2×2B(2x2BA),D1×2,D2×2B等，均属于此种类型光开关。
下面以电磁继电器驱动的移动反射镜式2x2机械光开关为例
控制逻辑:利用电压的极性(正/负)来控制电磁继电器的两个不同动作状态。对应关系:
►+5V→继电器动作A→反射镜退出光路→光路直通。
►-5V→继电器动作B→反射镜插入光路→光路交叉。
直通状态：当反射镜未进入光路时，光开关处于直通状态，光纤1进入的光进入光纤4，光纤2进入的光进入光纤3；
交叉状态：当反射镜处于两光线的交点位置时，光开关处于交叉状态，光纤1进入的光进入到光纤3，光纤2进入的光进入光纤4，从而实现光路的切换。
移动光纤型光开关则是固定一端的光纤，移动另一端的光纤与固定光纤的不同端口相耦合，实现光路的切换。
MEMS光开关：精密高效的“新星”
MEMS光开关是基于微机电系统(micro-electro-mechanicalsystem),采用光学微镜或光学微镜阵列来改变光束的传播方向实现光路的切换。是半导体微细加工技术与微光学和微机械技术相结合，产生的一个新型微机-电-光一体化的的新型开关，是大容量交换光网络开关发展的主流方向
MEMS光开关原理十分简单，当进行光交换时，通过静电力或磁电力的驱动，移动或改变MEMS微镜的角度，把输入光切换到光开关的不同输出端以实现光路的切换及通断。
基于MEMS技术的2×2端口光开关的原理如图所示：
当微镜未介入光路时，来自波导1和2的光束分别耦合到波导3和4中，端口连接状态为1→3和2→4，此为直通状态；
当微镜插入光路时，来自波导1和2的光束经微镜反射，分别耦合至端口4和3，端口连接状态为1→4和2→3，此为交叉状态。
机械式光开关与MEMS光开关的优缺点
关于Hirundo的光开关
华瑞高致力于提供高性能、高可靠性的光开关解决方案
✅ 机械光开关：成熟技术的1×1、1×2、1×N、2×2、2×2B等多种型号
✅ MEMS光开关：具备快速切换、高隔离、低损耗、小尺寸、高可靠性等特点
✅ 支持定制化方案，可广泛应用于光网络监控、器件测试、OXC设备核心交换等领域
