一种级联MEMS光开关的N×M光交换矩阵的制作方法

本实用新型涉及光通信技术领域，具体为一种级联MEMS光开关的N×M光交换矩阵。

背景技术：

在光通信领域很多场合需要用到光交换，而光开关是实现光交换的一种重要部件。目前较成熟的光开关包括机械式光开关、MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System)光开关以及磁光开关。其中磁光开关开关速度最快，但目前单个开关能实现的交换规模较小，且体积较大不便于级联扩展，不能满足较大规模光交换的需要。而机械式光开关尽管相邻通道切换时间与MEMS开关相近,均为毫秒量级,但因机械式光开关必须按顺序依次切换光通道,故机械式光开关在进行非相邻通道切换时切换时间是MEMS光开关的若干倍。且机械式光开关多为马达或继电器驱动,体积重量较大。

理论上可以制造大规模M×N通道的MEMS光开关，但由于MEMS光开关制作工艺复杂，限制了单个MEMS光开关的交换规模，目前即便成功生产了64×64的单个MEMS光开关，但其制造成本相当昂贵，难以实用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是设计一种级联MEMS光开关的N×M光交换矩阵，包括输入光开关组的N个1×M MEMS光开关和输出光开关组的M个1×N MEMS光开关相互级联，构成光交换矩阵，N+M个控制电路分别控制各MEMS光开关，实现N×M全光无阻塞切换。

本实用新型设计的一种级联MEMS光开关的N×M光交换矩阵，包括输入光开关组和输出光开关组，输入光开关组为N个相同的1×M MEMS光开关，输出光开关组为M个相同的1×N MEMS光开关，M和N为1～n的整数，n≤64。输入光开关组的每个1×M MEMS光开关都有M+1根尾纤，其中一根输入尾纤0号作为输入公共端，其余1～M号输入尾纤作为输入切换端。输出光开关组的每个1×N MEMS光开关都有N+1根输出尾纤，其中一根输出尾纤0号作为输出公共端，其余1～N号输出尾纤作为输出切换端。

输入光开关组的N个输入公共端，即N根0号输入尾纤，作为所述N×M光交换矩阵的N个输入端口，把输出光开关组的M个输出公共端，即M根0号输出尾纤，作为N×M光交换矩阵的M个输出端口。

输入光开关组的N个1×M MEMS光开关按①、②、…i、…N顺序编号，输出光开关组的M个1×N MEMS光开关按Ⅰ、Ⅱ、…j、…M顺序编号。输入光开关组的第i个MEMS光开关的1～M号输入切换端按照编号从小到大的顺序，即按i1、i2……iM的顺序依次与输出开关组的M个MEMS光开关中的每一个的第i根输出切换端，即Ⅰi、Ⅱi、……Mi相熔接，输入光开关组的N个1×M MEMS光开关和输出光开关组的M个1×N MEMS光开关的各尾纤如上一一熔接后形成一个N×M的光交换矩阵，或者称为N×M光交换网络。

输入光开关组的N个MEMS光开关和输出光开关组的M个MEMS光开关各与一个控制电路连接受其控制，控制中心连接控制N+M个控制电路。从而控制中心控制N+M个MEMS光开关中的每一个，从N个输入端口中的任一端口输入的信号光可以从M个输出端口中的任一端口输出，光路切换时，已建立的光路不影响新光路的建立，实现N×M光路无阻塞切换。

所述输入光开关组的N个MEMS光开关和输出光开关组的M个MEMS光开关为单模或多模MEMS光开关。

与现有技术相比，本实用新型的一种级联MEMS光开关的N×M光交换矩阵的优点为：1、将多个结构相对较简单、1×M小规模MEMS光开关进行级联，以实现了大规模N×M矩阵的无阻塞光交换；2、1×M小规模的MEMS光开关价格相对便宜，矩阵组合工艺简单，与现有单个大规模MEMS光交换阵列相比，成本降低一半左右，有利于推广应用；3、已建立的光路不影响新光路的建立，所有端口可进行无阻塞光交换；4、控制中心可控制N+M个MEMS光开关，高速切换光通道。

附图说明

图1为本级联MEMS光开关的8×16光交换矩阵的结构示意图。

具体实施方式

本级联MEMS光开关的N×M光交换矩阵实施例，N＝8，M＝16，即为级联MEMS光开关的8×16光交换矩阵，其示意图如图1所示。

本例输入光开关组为8个相同的1×16MEMS光开关，输出光开关组为16个相同的1×8MEMS光开关。输入光开关组的每个1×16MEMS光开关都有17根尾纤，其中一根尾纤0号作为输入公共端，其余1～16号尾纤作为输入切换端。输出光开关组的每个1×8MEMS光开关都有9根输出尾纤，其中一根尾纤0号为输出公共端，其余1～8号尾纤作为输出切换端。

输入光开关组的8个输入公共端，即8根0号输入尾纤，作为本例8×16光交换矩阵的8个输入端口，输出光开关组的16个输出公共端，即16根0号输出尾纤，作为8×16光交换矩阵的16个输出端口。

输入光开关组的8个1×16MEMS光开关按①、②、…i、…⑧顺序编号，输出光开关组的16个1×8MEMS光开关按Ⅰ、Ⅱ、…j、…ⅩⅥ顺序编号。输入光开关组的第i个MEMS光开关的1～16号输入切换端按照编号从小到大的顺序，即按i1、i2……i16的顺序依次与输出开关组的16个MEMS光开关中的每一个的第i根输出切换端，即与Ⅰi、Ⅱi、……ⅩⅥi相熔接。如图1所示，输入光开关组的①号1×16MEMS光开关的1～16号输入切换端，依次与输出光开关组的Ⅰ、Ⅱ、…ⅩⅥ号1×8MEMS光开关的1号输出切换端相熔接；输入光开关组的②号1×16MEMS光开关的1～16号输入切换端，依次与输出光开关组的Ⅰ、Ⅱ、…ⅩⅥ号1×8MEMS光开关的2号输出切换端相熔接；直至输入光开关组的⑧号1×16MEMS光开关的1～16号输入切换端，依次与输出光开关组的Ⅰ、Ⅱ、…ⅩⅥ号1×8MEMS光开关的8号输出切换端相熔接；输入光开关组的8个1×16MEMS光开关和输出光开关组的16个1×8MEMS光开关的各尾纤一一熔接后形成一个8×16的光交换矩阵，或者称为8×16光交换网络。

输入光开关组的8个MEMS光开关和输出光开关组的16个MEMS光开关各与一个控制电路连接受其控制，控制中心连接控制24个控制电路。从而控制中心控制24个MEMS光开关中的每一个，从8个输入端口中的任一端口输入的信号光可以从16个输出端口中的任一端口输出，光路切换时，已建立的光路不影响新光路的建立，实现8×16光路无阻塞切换。

本例输入光开关组的8个MEMS光开关和输出光开关组的16个MEMS光开关为单模或多模MEMS光开关。

本例的成本仅为现有的单个的MEMS 8×16光交换阵列的50％左右。

上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。