本申请涉光通信技术领域，尤其涉及一种阶跃驱动信号控制方法和装置。
背景技术：
随着光纤通信链路中信息传输的速度和容量日益增长，光通信网络(比如城域网、数据中心等应用场景)中信息交换速度和容量的需求也随之增长，全光交换成为发展的趋势。光开关是实现全光交换系统的关键器件，它可以实现全光层的路由选择、波长选择、光交叉连接(opticalcross-connect，oxc)、自愈保护等功能。目前已经实现的光开关包括传统的机械结构光开关，微机电系统(microelectromechanicalsystem，mems)光开关，液晶光开关，波导型光开关和半导体光放大器光开关。
mems光开关通常基于mems微反射镜结构，具有插入损耗低、串扰小、消光比高、可扩展性好、和控制简单等优点。根据驱动方式的不同可以将mems微反射镜划分为：静电mems微反射镜、压电mems微反射镜、热电mems微反射镜以及电磁mems微反射镜等。
例如，一种典型的电磁mems微镜，如图1a所示，包括永磁体、反射镜、旋转轴1、旋转轴2、线圈等主要结构。当线圈中通过电流后，在永磁体的磁场作用下产生洛伦兹力，该洛伦兹力使mems微反射镜在两个互相垂直的方向上偏转。但由于mems微反射镜结构的阻尼较小，当对它施加阶跃驱动信号后，微反射镜要经过一段时间的震荡之后才会逐渐稳定下来，如图1b所示，这种震荡现象使得信号光线在输出端口附近抖动较长时间，使得mems微反射镜的切换时间较长，不利于光信号通道的快速建立。
技术实现要素：
本申请提供了一种阶跃驱动信号控制方法和装置，用于在基于mems的全光开关中抑制微反射镜的震荡现象，解决了由于震荡现象引起的信号通道切换时间较长的问题。
具体地，本申请公开了以下技术方案：
第一方面，本申请提供了一种阶跃驱动信号控制方法，所述方法可以应用于微机电系统mems，所述mems中包括至少一个mems微反射镜，进一步地，所述方法包括：控制器确定为mems微反射镜施加阶跃驱动信号的步数m、每步阶跃驱动信号的幅度值，以及从第k步到第k+1步施加阶跃驱动信号的第k时间间隔，k＝1，2，……，m-1，m为不小于2的正整数；按照所述幅度值对所述mems微反射镜第k次施加阶跃驱动信号；在经过所述第k时间间隔后，按照所述幅度值对所述mems微反射镜第k+1次施加阶跃驱动信号。
本方面提供的方法，根据普通阶跃驱动信号中包含的多种频率成分的正弦信号这一特点，按照确定的步数控制第k次和第k+1次对mems微反射镜施加阶跃驱动信号的幅度值和时间间隔，从而将引起微反射镜震荡的频率成分剔除，使mems微反射镜快速达到目标角度，大幅度的减少了mems微反射镜的震荡时间。
结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，在所述mems中包括至少两个mems微反射镜的情况下，所述确定为mems微反射镜施加阶跃驱动信号的步数，包括：获取每个所述mems微反射镜的谐振频率；如果所有所述mems微反射镜的谐振频率之间的差都为零，则确定所述阶跃驱动信号的步数为2n，n为大于等于1的正整数；如果h个不同的谐振频率之间的差不为零，则确定所述阶跃驱动信号的步数为2n，h为不小于2的正整数，n为大于等于h的正整数。
可选的，如果n为1，则需要两步阶跃，即施加两次阶跃驱动信号，具体包括：按照预先确定的所述幅度值对mems微反射镜第一次施加阶跃驱动信号，然后经过第一时间间隔后，按照所述幅度值对mems微反射镜第二次施加阶跃驱动信号。
可选的，如果n为2，则需要四步阶跃，即施加四次阶跃驱动信号，具体包括：按照上述施加两次阶跃驱动信号之后，经过第二时间间隔后，按照所述幅度值施加第三次阶跃驱动信号，并且在经过第三时间间隔后，对mems微反射镜施加第四阶跃驱动信号。其中，所述第一时间间隔、第二时间间隔和第三时间间隔的大小可能相同，也可能不相同。
可选的，如果n大于2，则按照上述两步阶跃或四步阶跃的过程，继续对mems微反射镜施加阶跃驱动信号，直到所有步数m的阶跃驱动信号全部都施加给mems微反射镜为止。
本实现方式中，设置阶跃驱动信号的步数为2n，进而保证在最小步数的情况下消除震荡，从而达到快速抑制mems微反射镜震荡的有益效果。
此外，需要说明的是，本申请在确定mems微反射镜施加阶跃驱动信号的步数的过程中，还可以使用更多的步数，即大于2n，来抑制震荡，本申请对此不予限制。
结合第一方面，在第一方面的另一种实现方式中，所述确定每步阶跃驱动信号的幅度值，包括：获取所述mems微反射镜从初始角度位置切换到目标角度位置的转动角度；根据所述转动角度以及所述mems微反射镜的信号幅值与所述转动角度之间的关系，确定施加给所述mems微反射镜的目标信号幅值；确定所述每步阶跃驱动信号的幅度值为：所述目标信号幅值与所述为mems微反射镜施加阶跃驱动信号的步数之间的比值。
其中，所述mems微反射镜的信号幅值包括电压值、电流值或者电荷量等，则根据所述对应关系确定所述目标信号幅值为电压值、电流值或者电荷量等。
本实现方式中，能够简单、快速地确定目标信号幅值，进而快速地确定出每步阶跃驱动信号的幅度值，提高了阶跃驱动信号输出效率。
结合第一方面，在第一方面的又一种实现方式中，所述确定施加相邻两步阶跃驱动信号的时间间隔，包括：如果所述mems微反射镜的谐振频率为fr(k)，k≤2n-1，m＝2n，则在n＝1，或者，n≥2且fr(n)＞fr(n-1)的情况下，所述从第k步到第k+1步施加阶跃驱动信号的时间间隔△t满足：
其中，i是满足k被2i整除的最大值，j为i能取值的所有正整数，n为正整数，施加阶跃驱动信号的步数m＝2n。
可选的，如果两个mems微反射镜的谐振频率相同，则fr(n)＝fr(k)，可以通过上述△t的表达式计算时间间隔。
另外，可选的，所述时间间隔△t的误差小于等于
本实现方式中利用上述关系式确定每步施加阶跃驱动信号的时间间隔，可以完全抑制震荡，大幅地减小了切换时间，并且不受微反射镜的结构和外部环境的限制，本方式确定的时间间隔可以适应各种微反射镜，应用范围广泛。
结合第一方面，在第一方面的又一种实现方式中，所述按照所述幅度值对所述mems微反射镜第k次施加阶跃驱动信号，包括：生成一个大小为所述幅度值的阶跃驱动信号，将所述阶跃驱动信号第k次发送给所述mems微反射镜，以使所述mems微反射镜利用所述阶跃驱动信号调整其从初始角度位置切换到目标角度位置。
第二方面，本申请还提供了一种阶跃驱动信号控制装置，所述装置设置在微机电系统mems中，所述mems中包括mems微反射镜，所述装置包括：处理器和发送器；
其中，处理器，用于确定为mems微反射镜施加阶跃驱动信号的步数m、每步阶跃驱动信号的幅度值，以及从第k步到第k+1步施加阶跃驱动信号的第k时间间隔，k＝1，2，……，m-1，m为不小于2的正整数；
发送器，用于按照所述幅度值对所述mems微反射镜第k次施加阶跃驱动信号；以及，在经过所述第k时间间隔后，按照所述幅度值对所述mems微反射镜第k+1次施加阶跃驱动信号。
结合第二方面，在第二方面的一种实现方式中，所述装置还包括获取器，具体地，所述获取器，用于在所述mems中包括至少两个mems微反射镜的情况下，获取每个所述mems微反射镜的谐振频率；
所述处理器，具体用于在所有所述mems微反射镜的谐振频率之间的差都为零时，确定所述阶跃驱动信号的步数为2n，n为大于等于1的正整数；如果h个不同的谐振频率之间的差不为零，则确定所述阶跃驱动信号的步数为2n，h为不小于2的正整数，n为大于等于h的正整数。
结合第二方面，在第二方面的另一种实现方式中，所述装置还包括获取器，具体地，所述获取器，用于获取所述mems微反射镜从初始角度位置切换到目标角度位置的转动角度；所述处理器，具体用于根据所述转动角度以及所述mems微反射镜的信号幅值与所述转动角度之间的关系，确定施加给所述mems微反射镜的目标信号幅值；以及，确定所述每步阶跃驱动信号的幅度值为：所述目标信号幅值与所述为mems微反射镜施加阶跃驱动信号的步数之间的比值。
其中，所述信号幅值包括电压值或电流值等。
结合第二方面，在第二方面的又一种实现方式中，所述处理器，具体用于在所述mems微反射镜的谐振频率为fr(k)，k≤2n-1，m＝2n；
则在n＝1，或者，n≥2且fr(n)＞fr(n-1)的情况下，所述从第k步到第k+1步施加阶跃驱动信号的时间间隔△t满足：
其中，i是满足k被2i整除的最大值，
结合第二方面，在第二方面的又一种实现方式中，所述处理器，具体用于生成一个大小为所述幅度值的阶跃驱动信号；所述发送器，用于将所述阶跃驱动信号第k次发送给所述mems微反射镜。
第三方面，本申请还提供了一种mems微反射镜，所述mems微反射镜与阶跃驱动信号控制装置相连接，其中，所述阶跃驱动信号控制装置为前述第二方面或第二方面各种实现方式所述的装置，用于向所述mems微反射镜第k次和第k+1次施加阶跃驱动信号；
所述mems微反射镜，用于接收来自所述装置的阶跃驱动信号，以及利用所述阶跃驱动信号调整其从初始角度位置切换到目标角度位置。
第四方面，本申请还提供了一种光交叉连接装置，所述装置中包括至少两个mems微反射镜和前述第二方面或第二方面各种实现方式所述的阶跃驱动信号控制装置，其中，
所述阶跃驱动信号控制装置，用于生成数字信号，并将所述数字信号转换成阶跃驱动信号，输出给所述至少一个mems微反射镜；每个所述mems微反射镜，用于接收来自所述阶跃驱动信号控制装置的阶跃驱动信号，以及利用所述阶跃驱动信号调整其从初始角度位置切换到目标角度位置。
第五方面，本申请还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可实现包括本申请提供的阶跃驱动信号控制方法各实施例中的部分或全部步骤。
第六方面，本申请还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得该计算机执行第一方面以及第一方面各种实现方式所述的方法。
本申请提供的一种阶跃驱动信号控制方法和装置，根据普通阶跃驱动信号中包含的多种频率成分的正弦信号这一特点，按照确定的步数控制第k次和第k+1对mems微反射镜施加阶跃驱动信号的幅度值和时间间隔，从而将引起mems微反射镜震荡的频率成分剔除，使微反射镜快速达到目标角度，大幅度地减少了mems微反射镜的震荡时间。
附图说明
图1a为本申请提供的一种电磁mems微反射镜的结构示意图；
图1b为本申请提供的一种对mems微反射镜施加阶跃驱动信号及响应的示意图；
图2为本申请提供的一种光交换的示意图；
图3为本申请提供的一种阶跃驱动信号控制方法的流程图；
图4为本申请提供的一种两步阶跃驱动信号控制方法的流程图；
图5a为本申请提供的一种在普通阶跃驱动信号控制下mems微反射镜响应曲线的示意图；
图5b为本申请提供的一种在两步阶跃驱动信号控制下mems微反射镜响应曲线的示意图；
图6为本申请提供的一种四步阶跃驱动信号控制方法的流程图；
图7a为本申请提供的一种在四步阶跃驱动信号控制下，谐振频率为800hz的mems微反射镜响应曲线的示意图；
图7b为本申请提供的一种在四步阶跃驱动信号控制下，谐振频率为1100hz的mems微反射镜响应曲线的示意图；
图8为本申请提供的一种阶跃驱动信号控制装置的结构示意图；
图9为本申请提供的一种由二维mems微反射镜组成“z”形光路oxc模块的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，并使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请实施例中的技术方案作进一步详细的说明。
在对本申请实施例的技术方案说明之前，首先结合附图对本申请实施例的应用场景进行说明。
本申请的技术方案应用于光交换领域，如图2所示，利用光交换模块将输入端口的光束变化方向。再从输出端口输出。其中，所述光交换是指不经过任何光电转换，将输入端光信号直接交换到任意的光输出端。在现代通信网中，全光网是未来宽带通信网的发展方向。因为全光网可以克服电子交换在容量上的瓶颈限制，大量节省建网成本，并且还提高了网络的灵活性和可靠性。
本申请的实施例，提供了一种阶跃驱动信号控制方法，可以抑制微反射镜的震荡现象，从而有效减少oxc中信号通道的切换时间。
其中，所述切换时间是指：对mems微反射镜施加阶跃驱动信号后，mems微反射镜由初始角度位置到稳定在目标角度位置附近2％范围内所花费的时间。
参见图3，为本申请实施例提供的一种阶跃驱动信号控制方法的流程图。该方法包括以下步骤：
步骤301：控制器确定为mems微反射镜施加阶跃驱动信号的步数m、每步阶跃驱动信号的幅度值，以及从第k步到第k+1步施加阶跃驱动信号的第k时间间隔，k＝1，2，……，m-1，m≥2。
其中，所述第k步和第k+1步是步数m中的任意两个相邻的步骤。
步骤302：按照所述幅度值对所述mems微反射镜第k次施加阶跃驱动信号。
步骤303：在经过所述第k时间间隔后，按照所述幅度值对所述mems微反射镜第k+1次施加阶跃驱动信号。
步骤304：判断按照所述确定的步数的阶跃驱动信号是否全部施加完毕，如果是，则结束流程，如果否，则继续按照预先确定的时间间隔和所述幅度值对mems微反射镜施加阶跃驱动信号。
本实施例中，所述第k次和第k+1次可以是施加阶跃驱动信号的第一次和第二次，则对应的时间间隔为第一时间间隔△t1；如果第k次和第k+1次是中间的两次施加过程，例如，第二次和第三次，即k为2，则所述方法中，在对mems微反射镜施加第二次阶跃驱动信号之前，还包括：控制器按照预设幅度值对所述mems微反射镜第一次施加阶跃驱动信号。
可选的，在步骤301中，确定为mems微反射镜施加阶跃驱动信号的步数(用m表示)，具体包括：获取微机电系统中每个mems微反射镜的谐振频率，根据这些谐振频率来确定施加给各个mems微反射镜的阶跃驱动信号的步数。
例如，如果mems系统中包括两个mems微反射镜，且这两个微反射镜的谐振频率都相同，则确定所述阶跃驱动信号的步数为2n，n等于1，即步数为2，需要施加两次阶跃驱动信号；或者也可以对相同的两个谐振频率施加4步或8步阶跃驱动信号，本实施例对此不具体限制。如果这两个微反射镜的谐振频率不同，则取n等于2，即步数为4，需要施加四次阶跃驱动信号，并且公差不超过±0.05×v/2n，此外，n还可以等于3，即步数m为8，或者施加更多步数(比如16)的阶跃驱动信号至mems微反射镜，本申请对此不进行限制。
具体地，采用4步阶跃还是8步阶跃，可以根据对mems微反射镜震荡抑制的效果来确定，如果采用4步阶跃驱动信号抑制震荡的效果不佳，则可以采用8步阶跃，或者施加更多次数的阶跃驱动信号来抑制微反射镜的震荡。
另外，当存在两个以上不同的谐振频率的mems微反射镜时，则可以根据所述各个不同的谐振频率之间的差幅，确定所述阶跃驱动信号的步数。例如设置10个mems微反射镜，这10个微反射镜之间各个谐振频率之间的差幅可以划分为5个等级，则确定所述阶跃的步数为25(n等于5)，即32次。
可选的，所述确定每步阶跃驱动信号的幅度值，具体包括：首先，获取各个mems微反射镜从初始角度位置切换到目标角度位置的转动角度；然后再根据所述转动角度以及所述mems微反射镜的信号幅值与所述转动角度之间的关系，确定施加给所述mems微反射镜的目标信号幅值；所述目标信号幅值包括所述微反射镜的电压值或者电流值；最后，确定所述每步阶跃驱动信号的幅度值为：所述目标信号幅值与所述为mems微反射镜施加阶跃驱动信号的步数之间的比值。
其中，所述mems微反射镜的信号幅值包括电压值、电流值或者电荷量等，所述目标信号幅值包括电压值、电流值、电荷，还可以包括其它物理量，本申请不予限制。
可选的，所述确定施加相邻两步阶跃驱动信号的时间间隔，包括：如果mems微反射镜的谐振频率为fr(k)，k≤2n-1，k是正整数，则在n＝1，或者，n≥2且fr(n)＞fr(n-1)的情况下，所述从第k步到第k+1步施加阶跃驱动信号的时间间隔满足：
其中，i是满足k被2i整除的最大值，j为i能取值的所有正整数，n为正整数，施加阶跃驱动信号的步数m＝2n。
可选的，如果两个mems微反射镜的谐振频率相同，则fr(n)＝fr(k)，可以通过上述△t的表达式计算时间间隔。
另外，可选的，所述时间间隔△t的误差小于等于
在mems系统中包括两种mems微反射镜，例如输入mems微反射镜和输出mems微反射镜，具体地过程如下：
首先，需要确定起信号通道时输入mems微反射镜与输出mems微反射镜应该偏转的角度，然后查找mems微反射镜的电压(或电流)-转角关系曲线，得到能使mems微反射镜偏转到目标角度时应该对其施加的电压(或电流)。假设要使信号通道建立，需要对输入mems微反射镜施加驱动信号v1，对输出mems反射镜施加驱动信号v2。
然后，在需要对mems施加驱动信号的时刻(0时刻)对输入mems微反射镜施加幅值为v1/2n的驱动信号，对输出mems微反射镜施加幅值为v2/2n的驱动信号，接着在1/2fr(n)时刻，对输入mems微反射镜施加幅值为v1/2n的阶跃驱动信号，对输出mems微反射镜施加幅值为v2/2n的阶跃驱动信号，依次类推。
再过∑(-1)j/(2fr(n-i+j))时刻，对输入mems微反射镜施加幅值为v1/2n的阶跃驱动信号，对输出mems微反射镜施加幅值为v2/2n的阶跃驱动信号，直至2n步阶跃信号全部施加完毕。
本实施例提供的方法，根据普通阶跃驱动信号中包含的多种频率成分的正弦信号这一特点，按照确定的步数控制每次对微反射镜施加阶跃驱动信号的时刻和幅度值，从而将引起微反射镜震荡的频率成分剔除，使微反射镜快速达到目标角度，减少了微反射镜的震荡时间。
需要说明的是，上述在为多个mems微反射镜确定阶跃驱动信号的步数、每步阶跃驱动信号的幅度值，以及时间间隔时，可以针对每个微反射镜单独设置一组参数，包括所述阶跃步数、幅度值和时间间隔；也可以设置两个或两个以上的微反射镜使用相同的阶跃步数和时间间隔，但是每步阶跃驱动信号的幅度值不同，或者还可以是其它参数的使用方式，本申请对此不予限制。
具体实施例一
本实施例以两个mems微反射镜为例，例如输入mems微反射镜和输出mems微反射镜，且这两个微反射镜的谐振频率均为500hz，阻尼系数小于0.1。针对该阵列中所有微反射镜具有同一谐振频率的情况下，一般采用两步(n＝1，步数m＝2)阶跃驱动信号对震荡问题进行抑制。
如图4所示，具体步骤如下：
步骤401：查找mems微反射镜的电压(或电流)与转角关系曲线，比如为了使mems微反射镜偏转到目标角度位置，需要对输入mems微反射镜施加5v电压，对输出mems微反射镜施加3v电压，则确定对输入mems微反射镜施加阶跃驱动信号的幅度值为5/21＝2.5v，对输入mems微反射镜施加阶跃驱动信号的幅度值为3/21＝1.5v，时间间隔△t1为：
步骤402：在0ms时刻，由控制器输出数字信号经过转换模块，例如da(digitaltoanalogconvertion)模块转换后对输入mems微反射镜施加2.5v，对输出mems微反射镜施加1.5v。
步骤403：在经过时间间隔△t1后的第一时刻，即1ms时，由控制器输出数字信号经过da模块转换后对输入mems微反射镜施加2.5v，对输出mems微反射镜施加1.5v。
其中，所述mems微反射镜的电压(或电流)与转角关系曲线由所述微反射镜结构或内部参数确定，或者系统预先配置并保存在控制器；步骤402的第一次施加阶跃驱动信号与步骤403的第二次施加阶跃驱动信号之间的时间间隔1ms可以根据上述实施例中的公式计算得到，本实施例不详细赘述。
本实施例提供的方法，不需要结构上的改动或是集成微小的高精度角度传感器，而是通过调整阶跃驱动信号的幅值和时间间隔来抑制微反射镜这种欠阻尼系统的震荡问题，具体地，由于普通阶跃信号中含有多种频率成分的正弦信号，进而控制两步阶跃驱动信号的施加，包括控制施加所述阶跃驱动信号的幅度值和时间间隔，使得引起微反射镜震荡的频率成分被剔除，从而保证微反射镜可以平滑地达到目标角度。
如图5a所示在普通阶跃驱动信号控制下的mems微反射镜响应曲线的示意图，和图5b所示在两步阶跃驱动信号控制下的mems微反射镜响应曲线的示意图，在图5a中“1”deg附近的两条虚线表示消除震荡后，趋于稳定的参考范围，从图5a中开始震荡的时刻0.1s到趋于稳定的时刻0.17s之间，震荡过程的时间间隔大约是0.07s(70ms)；而经过本申请两步阶跃驱动控制后，图5b所示，从起始时刻0.1s到趋于稳定的时刻0.103s之间的时间间隔为0.003s(3ms),所以比较可见，通过两步阶跃驱动控制后微反射镜的震荡现象受到抑制，从初始位置直至稳定在目标位置附近的切换时间由70ms减少至3ms，大幅度地减少了切换时间。
具体实施例二
本实施例以两个mems微反射镜为例，例如输入mems微反射镜和输出mems微反射镜，与具体实施例一的区别在于，这两个微反射镜的谐振频率不同。
设oxc模块中mems阵列中一部分微反射镜(如输入mems反射镜)的谐振频率为800hz，另一部分微反射镜(如输出mems反射镜)的谐振频率为1200hz，阻尼系数小于0.1。针对阵列中所有微反射镜具有两种不同谐振频率的情况，本实施例采用4步阶跃驱动信号对震荡问题进行抑制，具体步骤如下，如图6所示：
步骤601：确定为mems微反射镜施加每步阶跃驱动信号的步数、幅度值，以及施加两步阶跃驱动信号的至少一个时间间隔。
具体包括：控制器根据所述输入mems微反射镜和输出mems微反射镜需要偏转的目标角度，以及每个mems的电压(或电流)与转角之间的关系曲线，确定需要施加给每个mems微反射镜的目标信号幅值。
本实施例中，为了使mems微反射镜偏转到目标角度，设置需要对输入mems微反射镜施加4v电压，对输出mems微反射镜施加2v电压。
此外，控制器还确定n＝2，m＝22＝4，即需要4步阶跃，施加4次阶跃驱动信号。对应的，每次对输入mems微反射镜施加的阶跃驱动信号的幅度值为4/22＝1v，对输出mems微反射镜施加的阶跃驱动信号的幅度值为2/22＝0.5v。
根据时间间隔△t满足的条件：
(1)计算并确定第一次到第二次施加阶跃驱动信号的第一时间间隔△t1为：
其中，k＝1，i＝0，j＝0。
(2)计算并确定第二次到第三次施加阶跃驱动信号的第二时间间隔△t2为：
其中，k＝2，i＝1，j＝0或j＝1。
(3)计算并确定第三次到第四次施加阶跃驱动信号的第三时间间隔△t3为：
其中，k＝3，i＝0，j＝0。
所以计算出第一次与第二次施加阶跃驱动信号的时间间隔△t1是0.417ms，第二次与第三次施加的时间间隔△t2是0.208ms，第三次与第四次施加的时间间隔△t3是0.417ms。
其中，fr(k)表示mems微反射镜的谐振频率k是正整数，且fr(n)＞fr(n-1)，则从第k步到第k+1步施加阶跃驱动信号的时间间隔满足上述表达式。
步骤602：在0ms时刻，由控制器输出数字信号经过da模块转换后对输入mems微反射镜施加1v(4/22＝1)，对输出mems微反射镜施加0.5v(2/22＝0.5)。
步骤603：在0.417ms时刻，由控制器输出数字信号经过da模块转换后对输入mems微反射镜施加1v，对输出mems微反射镜施加0.5v。
步骤604：在0.625ms(0.417ms+0.208ms)时刻，由控制器输出数字信号经过da模块转换后对输入mems微反射镜施加1v，对输出mems微反射镜施加0.5v。
步骤605：在1.042ms(0.625ms+0.417ms)时刻，由控制器输出数字信号经过da模块转换后对输入mems微反射镜施加1v，对输出mems微反射镜施加0.5v。
本实施例提供的方法，不需要对mems微反射镜做结构上的改动，也不需要集成微小的高精度角度传感器，而是通过调整阶跃驱动信号的幅值和时间间隔来抑制微反射镜这种欠阻尼系统的震荡问题，通过四次施加阶跃驱动信号能够大幅度地减小信号通道的切换时间。
如图7a和图7b所示，在四步阶跃驱动信号控制下，谐振频率为800hz或是1100hz的微反射镜的震荡现象都受到抑制，震荡的启示时刻为0.1s，趋于稳定的时刻不超过为0.01s，所以切换时间均小于10ms，大幅度地减少了切换时间。
需要说明的是，本申请实施例中对于确定施加阶跃驱动信号的步数m时，可以根据微反射镜震荡抑制效果来确定，如果对于频差较大的两个微反射镜的谐振频率f1和f2，采用4步阶跃后，抑制震荡的效果不佳，则可以采用8步或者施加更多次数的阶跃驱动信号来抑制震荡。比如，对于800hz和1200hz的两个谐振频率而言，采用4步施加阶跃驱动信号抑制震荡效果不佳时，可以采用8步阶跃，即n＝3,则需要在800hz至1200hz之间任意选择一个谐振频率f3，例如1000hz，来计算施加阶跃驱动信号的幅度值和时间间隔，具体计算过程参见上述实施例一和实施例二的描述，此处不再赘述。
本例中选择800hz和1200hz的两个谐振频率之间的某一个频率，作为新增的谐振频率，使得该新增的谐振频率与800hz和1200hz两个频率之间的频差减小，即各个谐振频率之间的间隔减小，有利于抑制微反射镜的震荡。
对应于上述方法实施例，本实施例还提供了一种阶跃驱动信号控制装置，用于执行前述任一实施例所提供的阶跃驱动信号控制方法，所述装置设置在微机电系统mems中，所述mems中包括mems微反射镜，如图8所示，该装置包括：获取器801、处理器802和发送器803，此外，所述装置还可以包括其它功能单元或器件，例如存储单元等。
进一步地，所述处理器802，用于确定为mems微反射镜施加阶跃驱动信号的步数m、每步阶跃驱动信号的幅度值，以及从第k步到第k+1步施加阶跃驱动信号的第k时间间隔，k＝1，2，……，m-1；所述发送器803，用于按照所述幅度值对所述mems微反射镜第k次发送阶跃驱动信号；以及，在经过所述第k时间间隔后，按照所述幅度值对所述mems微反射镜第k+1次发送阶跃驱动信号。
可选的，在本实施例的一种具体实现方式中，所述获取器801，用于在所述mems中包括至少两个mems微反射镜的情况下，获取每个所述mems微反射镜的谐振频率。
所述处理器802，具体用于在每个所述mems微反射镜的谐振频率都相同时，确定所述阶跃驱动信号的步数为2n，n为大于等于1的正整数；在存在两个或者两个以上不同的谐振频率时，根据所述各个不同的谐振频率之间的差幅确定所述阶跃驱动信号的步数为2n，n为大于等于2的正整数；并且公差不超过±0.05×v/2n。
可选的，在本实施例的一种具体实现方式中，所述获取器801，用于获取所述mems微反射镜从初始角度位置切换到目标角度位置的转动角度。
所述处理器802，具体用于根据所述转动角度以及所述mems微反射镜的信号幅值与所述转动角度之间的关系，确定施加给所述mems微反射镜的目标信号幅值；以及，确定所述每步阶跃驱动信号的幅度值为：所述目标信号幅值与所述为mems微反射镜施加阶跃驱动信号的步数之间的比值。
可选的，在本实施例的一种具体实现方式中，所述处理器802，具体用于在所述mems微反射镜的谐振频率为fr(k)，k是正整数，k≤2n-1，则在n＝1，或者，n≥2且fr(n)＞fr(n-1)的情况下，所述确定从第k步到第k+1步施加阶跃驱动信号的时间间隔满足：
其中，i是满足k被2i整除的最大值，
需要说明的是，还可以通过其它关系式来确定相邻两次施加阶跃驱动信号的时间间隔，本申请实施例对此不予限制。
可选的，在本实施例的一种具体实现方式中，所述装置还包括发送器803。
所述处理器802具体用于生成一个大小为所述幅度值的阶跃驱动信号，所述发送器803，用于将所述阶跃驱动信号第k次发送给所述mems微反射镜。
可选的，本申请实施例还提供了一种mems微反射镜，所述mems微反射镜与阶跃驱动信号控制装置相连接。
其中，所述阶跃驱动信号控制装置为图8所示的装置，用于向所述mems微反射镜第k次和第k+1次施加阶跃驱动信号，每次施加的阶跃驱动信号的大小为预设幅度值。
所述mems微反射镜，用于接收来自所述装置的阶跃驱动信号，以及利用所述阶跃驱动信号调整其从初始角度位置切换到目标角度位置。
可选的，本申请实施例还提供了一种光交叉连接oxc装置，所述oxc装置中包括至少一个mems微反射镜和上述如图8所述的阶跃驱动信号控制装置。
其中，所述阶跃驱动信号控制装置，用于生成数字信号，并将所述数字信号转换成阶跃驱动信号，输出给所述至少一个mems微反射镜。
所述阶跃驱动信号控制装置可以包括如图9所示的控制器和da模块，所述控制器用于执行前述实施例中所述的阶跃驱动信号控制方法，所述da模块用于将所述数字信号转换成阶跃驱动信号，并将所述阶跃驱动信号发送至输入mems微反射镜和输出mems微反射镜。
每个所述mems微反射镜，用于接收来自所述阶跃驱动信号控制装置的阶跃驱动信号，以及利用所述阶跃驱动信号调整其从初始角度位置切换到目标角度位置。
在具体实现层面，如图9所示，本申请实施例还提供了一种由二维mems微反射镜组成“z”形光路oxc模块，该oxc模块中包括：输入端口阵列、输入mems微反射镜、输出mems微反射镜、输出端口阵列和探测器。
该oxc模块可以被配置在mems系统中，所述系统包括控制器和da模块，此外还可以包括存储单元或存储器。
所述控制器用于向mems微反射镜施加阶跃驱动信号，具体地，控制器输出数字信号给da模块，da模块接收到数字信号后，将所述数字信号转换成阶跃驱动信号，再分别输出给输入mems微反射镜和输出mems微反射镜，以驱动所述输入mems微反射镜和输出mems微反射镜变化角度位置。
其中，所述da模块是一种转换单元，用于将来自控制器的数字信号转换成驱动信号。
此外，所述oxc模块中还可以包括三个或者更多个mems微反射镜，另外，oxc模块还可以组成“v”形或“w”形光路，本实施例不予限制。
进一步地，所述控制器可以是一种处理器，该处理器可以由集成电路(integratedcircuit，ic)组成，例如可以由单颗封装的ic所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装ic而组成。举例来说，处理器可以仅包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，也可以是gpu、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)、及控制芯片(例如基带芯片)的组合。
另外，还可以包括存储器或存储介质，所述存储器可以包括易失性存储器(volatilememory)，例如随机存取内存(randomaccessmemory，ram)；还可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如快闪存储器(flashmemory)，硬盘(hardsiskdrive，hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。所述存储器中可以存储有程序或代码，所述存储器将程序或代码传输至控制器，使得所述控制器通过执行所述程序或代码可以实现对mems微反射镜施加阶跃驱动信号的功能。
在具体实现中，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的阶跃驱动信号控制方法的各实施例中的部分或全部步骤。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于一种阶跃驱动信号控制方法装置的实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。