在現(xiàn)代光通信網絡中，光路的靈活選擇與精準控制是保障網絡穩(wěn)定性、提升資源利用率的關鍵。無論是數(shù)據(jù)中心的光路調度、PON網絡的鏈路檢測，還是長途光傳輸網絡的故障冗余切換，都對光路選擇裝置和光開關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與高性能光開關的核心技術，研發(fā)出集成化光路選擇裝置，并優(yōu)化光開關控制方法，為各類光通信場景提供高效、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、光開關控制方法的實現(xiàn)流程，以及相關技術在行業(yè)中的實際應用。

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光開關的集成產物，通過兩者的深度融合，實現(xiàn)光路選擇與波分復用的一體化功能，大幅提升光網絡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光開關，兩者通過光纖陣列直接對接，形成完整的光路處理系統(tǒng)。

（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端口，每個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行波長篩選，實現(xiàn)特定波長光信號的透射或反射輸出。

（2）1×N光開關模塊

采用前文所述的高性能光開關結構，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MEMS反射鏡的精準控制，實現(xiàn)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系如圖1所示。

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

（1）核心連接方式

1×N光開關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(wěn)定的光路鏈路。連接選擇需根據(jù)實際應用場景確定：

1.      若需篩選特定波長的透射光輸出，可將光開關連接至WDM的透射端；

2.      若需篩選特定波長的反射光輸出，可將光開關連接至WDM的反射端。

（2）關鍵匹配要求

1×N光開關與陣列式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，微透鏡陣列與光纖陣列的一一對應關系需保持一致，避免光信號耦合損耗。

3.光路選擇裝置的技術特點

（1）高度集成化

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

（2）光路切換靈活

通過1×N光開關的MEMS反射鏡控制，可實現(xiàn)輸入光信號向N條不同光路的切換，配合陣列式WDM的波長篩選功能，滿足多波長、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(shù)量和連接點，降低了故障發(fā)生概率，同時簡化了后期維護流程，減少了維護成本投入。

二、光開關控制方法的實現(xiàn)流程

光開關控制方法是保障光路選擇裝置穩(wěn)定運行的核心，其通過精準的步驟設計，實現(xiàn)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)明實施例提供的一種光開關控制方法步驟流程圖，

1.光開關控制的核心步驟

步驟801：光信號在1×N光開關中的傳輸與切換

輸入光信號首先通過1×N光開關的光纖陣列傳輸至對應的微透鏡陣列，經微透鏡準直后，從透鏡中心位置射出至MEMS反射鏡。根據(jù)預設的光路選擇需求，通過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，經聚焦后通過光纖陣列的對應光纖輸出，進入陣列式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

進入WDM的光信號通過透射端或反射端的光纖陣列傳輸至匹配的微透鏡，經準直后傳輸至濾波片。濾波片對光信號進行波長篩選，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，經聚焦后通過公共端光纖陣列輸出，完成整個光路選擇與篩選過程。

2.控制方法的關鍵技術要點

（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程中始終精準耦合，避免因振動、溫度變化等因素導致耦合偏移，影響傳輸效率。

（3）波長篩選與光路切換的協(xié)同

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

3.控制方法的穩(wěn)定性與可靠性

廣西科毅光通信在光開關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期穩(wěn)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(xiàn)故障時，可快速切換至備用路徑，提升系統(tǒng)可靠性。

三、集成化方案在PON網絡中的應用

PON（無源光網絡）作為光纖到戶、企業(yè)專線等業(yè)務的核心承載網絡，其鏈路檢測與維護是保障業(yè)務穩(wěn)定運行的關鍵。陣列式WDM與光路選擇裝置的集成方案，在PON網絡光路檢測中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。

1.PON網絡光路檢測的需求

PON網絡采用樹形拓撲結構，由OLT（光線路終端）、分光器和ONU（光網絡單元）組成，單條OLT鏈路可連接多個ONU。在實際運行中，需通過OTDR（光時域反射儀）對每條ONU鏈路進行性能檢測（如光纖損耗、斷點定位等）。傳統(tǒng)檢測方案需在每個ONU鏈路部署獨立的WDM和光開關，如圖3所示，存在器件數(shù)量多、檢測流程復雜等問題。

圖3 現(xiàn)有技術中利用WDM和光開關進行PON光路檢測的光路示意圖

2.集成化方案在PON網絡中的部署

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

6.      光路選擇裝置的1×N光開關輸入光纖連接OTDR，由OTDR產生檢測光信號；

7.      陣列式WDM的公共端光纖陣列通過分光器連接至各個ONU的線路；

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

檢測時，OTDR發(fā)出的檢測光信號經1×N光開關切換至目標ONU鏈路對應的光路，通過陣列式WDM的公共端傳輸至ONU線路，檢測信號經ONU線路反射后，沿原路徑返回OTDR，完成鏈路性能檢測。通過1×N光開關的依次切換，可實現(xiàn)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網絡中的應用，帶來了三大顯著效果：

9.      檢測效率提升：無需人工切換器件，通過光開關的自動切換即可完成所有鏈路檢測，檢測時間縮短50%以上；

10.    部署成本降低：大幅減少了WDM和光開關的數(shù)量，同時簡化了光路連接，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，該方案已在多個運營商的PON網絡中得到應用，獲得了行業(yè)客戶的廣泛認可。

四、廣西科毅光通信的產品優(yōu)勢與服務保障

廣西科毅光通信作為光通信器件領域的專業(yè)廠商，始終以客戶需求為導向，憑借技術創(chuàng)新和品質管控，為客戶提供優(yōu)質的產品與服務。

1.技術研發(fā)實力

公司擁有一支經驗豐富的研發(fā)團隊，專注于陣列式WDM、光開關、光路選擇裝置等核心產品的技術創(chuàng)新，可根據(jù)客戶的具體應用場景（如PON網絡、數(shù)據(jù)中心、長途傳輸網絡等），定制化開發(fā)產品方案，滿足不同波長、光路數(shù)量、傳輸速率的需求。

2.產品品質管控

嚴格遵循ISO9001質量管理體系，從原材料采購、生產加工到成品檢測，每個環(huán)節(jié)均執(zhí)行嚴格的質量標準。產品經過高溫、低溫、濕度循環(huán)、振動等多項環(huán)境測試，確保在復雜工況下的穩(wěn)定運行。

3.完善的服務體系

12.    售前服務：提供專業(yè)的技術咨詢和方案設計，協(xié)助客戶選擇合適的產品型號；

13.    售中服務：提供產品安裝調試指導，確保產品快速投入使用；

14.    售后服務：建立快速響應機制，對客戶反饋的問題及時處理，提供產品維修、更換等服務，保障客戶業(yè)務的持續(xù)運行。

五、行業(yè)發(fā)展前景與展望

隨著光通信網絡向高速率、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與光開關的集成技術，正是順應這一趨勢的重要創(chuàng)新，其應用場景將不斷拓展，不僅限于PON網絡，還將在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)、5G承載網、量子通信等領域發(fā)揮重要作用。

廣西科毅光通信將持續(xù)加大研發(fā)投入，不斷優(yōu)化產品性能，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)的高質量發(fā)展貢獻力量。如果您需要了解更多產品信息或定制解決方案，歡迎訪問廣西科毅光通信官方網站www.parisworlds.com，或直接聯(lián)系我們的銷售團隊，我們將為您提供專業(yè)、高效的服務。

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