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全光通信中的光开关技术

全光通信中的光开关技术
全光通信中的光开关技术

光开关的原理及种类

一、前言 光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革,目前世界大约85%的通信业务经光纤传输,长途干线网和本地中继网也已广泛使用光纤。同时,密集波分复用(DWDM) 技术的发展和成熟为充分应用光纤传输的带宽和容量开拓了广阔的空间,具有高速率、大带宽明显优势的DWDM 光通信网络已经成为目前通信网络发展的趋势。特别是近几年,以IP 为主的Internet 业务呈现爆炸性增长,这种增长趋势不仅改变了IP 网络层与底层传输网络的关系,而且对整个网络的组网方式、节点设计、管理和控制提出了新的要求。一种智能化网络体系结构—自动交换光网络(ASON :automatic switched optical networks) 成为当今系统研究的热点,它的核心节点由光交叉连接(OXC :optical cross connect) 设备构成,通过OXC ,可实现动态波长选路和对光网络灵活、有效的管理。光交叉互连(OXC) 技术在日益复杂的DWDM 网中是关键技术之一,而光开关作为切换光路的功能器件,则是OXC 中的关键部分。光开关矩阵是OXC 的核心部分,它可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能,对解决目前复杂网络中的波长争用,提高波长重用率,进行网络灵活配置均有重要的意义。 光开关不仅是OXC 中的核心器件,它还广泛应用于以下领域。 (1)光网络的保护倒换系统,实际的光缆传输系统中都留有备用光纤,当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度,光开关将主信号自动转至备用光纤系统传输,从而使接收端能接收到正常信号而感觉不到网路已出了故障,其会将网络节点连成环形以进一步改善网络的生存性。 (2)网络性能的实时监控系统,在远端光纤测试点,通过1XN多路光开关把多根 光纤接到光时域反射仪上,进行实时网络监控,通过计算机控制光开关倒换顺序和时间,实现对所有光纤的检测,并将检测结果传回网络控制中心,一旦发现某一路出现问题,可在网管中心直接进行处理。 ( 3)光开关还应用在光纤通信器件测试系统以及城域网、接入网的差/分复用和交 换设备中。光开关的引入使未来全光网络更具灵活性、智能性、生存性。光开关技术已经成为未来光联网、光交换的关键技术,在通信、自动控制等领域发挥着越来越重要的作用。 在众多种类的光开关中,微机械(MEMS) 光开关被认为最有可能成为光开关的主流器件。本文在概述多种光开关原理特点的基础上,重点分析了几种主要的MEMS 光开关,并阐述了各自的结构与性能特点。 二、光开关的原理及种类 光开关性能参数有多种,如:快切换速度、高隔离度、小插入损耗、对偏振不敏感及可靠性,不同领域对它的要求也各不相同。其种类有保护、切换系统中常用的传统光机械开关,也有这几年飞速发展的新型光开关,如:热光开关、液晶开关、电光开关、声光开关、微光机电系统光开关(MOEMS ,micro optic electro mechanical systems) 、 气泡开关等。在超高速光通信领域,还有马赫-曾德尔(Maeh-Zehnder) 干涉型光开关、非线性环路镜(NOLM ,nonlinear optical fiber loop mirror) 光开关等光控开关。 1、机械光开关 传统机械光开关的工作原理:通过热、静电等动力,旋转微反射镜,将光直接送到或反射到

光开关定义分类

1.光开关是按一定要求将一个光通道的光信号转换到另一个光通道的器件。 2.光开关可使光路之间进行直接交换, 是光网络中完成全光交换的核心器件,在全光网络中, 光开关可实现在全光层的路由选择、波长选择、光交叉连接以及自愈保护等重要功能。 3.其中光交叉连接设备(OXC) 和光分插复用设备(OADM) 可以说是全光网的核心。而光开关和光开关阵列恰恰是OXC 和OADM的核心技术。 4.全光网络中应用的光开关应具有快的响应速度、低的插入损耗、低通道串音、对偏振不敏感、可集成性和可扩展性、低成本、低功耗、热稳定性好等特性。 今后光开关发展的方向:光调制光开关和波导调制光开关的技术发展较快,其开关时间具有几个ps 到10ps的开发潜力,可以满足全光通信网络实现高速光交换、光交叉连接的要求。因此,光调制光开关和波导调制光开关是今后光开关的发展方向。但是,光调制光开关和波导调制光开关串音大的缺点目前尚无技术突破,还处于实验室研究阶段,而且价格昂贵,近几年要达到实用化的水平并投入市场不太可能。目前采用较为成熟的MEMS技术研制开发光开关、光开关列阵,并在此基础上组建、完善全光交换机及其交换矩阵系统等全光网络节点设备,具有非常大的现实应用价值。 目前,MEMS技术还存在一些问题:一是迫切需要用于微电子机械系统设计的先进的模拟工具和模型建立工具(大多数微电子机械设备都是用功能差的不能准确预测执行情况的分析工具来建立的,这种方式效率低下,费时费力),只有运用合适的开发工具,并配以连通高性能工作站以及本地的和远程的超级计算机网络才能从根本上改变这种局面;其次,微电子机械系统的包装面临独特的挑战,因为微电子机械装置形状差异大,并且部分装置还要求放置于特定的环境中,所以几乎每开发一套微电子机械系统就需要为其设计一个专用的包装。容许设计者从已有的标准包中挑选出新的微电子机械设备的包装也不失为一个较好的办法。(应用光学2005) 常见的光开关: 1.MEMS光开关:而MEMS光开关是基于半导体微细加工技术构筑在半导体基片上的微镜阵列, 即将电、机械和光集成为一块芯片, 能透明地传送不同速率、不同协议的业务。目前已成为一种最流行的光开关制作技术。其基本原理通过静电力或电磁力的作用, 使可以活动的微镜产生升降、旋转或移动, 从而改变输入光的传播方向以实现光路通断的功能, 使任一输入和输出端口相连接, 且1 个输出端口在同一时间只能和1个输入端口相连接。与现有的基于光波导技术的光开关相比, MEMS 光开关具有低串音、低插损的优点成为全光网络中的关键光器件。 MEMS光开关优点:与现有的基于光波导技术的光开关相比, MEMS 光开关具有低串音、低插损的优点成为全光网络中的关键光器件。同时它既有机械光开关和波导光开关的优点, 又克服了光机械开关难以集成和扩展性差等缺点, 它结构紧凑、重量轻, 且扩展性较好。 MEMS光开关特性:低插入损耗; 低串扰; 与波长、速率、调制方式无关; 功耗低; 坚固、寿命长; 可集成扩展成大规模光开关矩阵; 适中的响应速度(开关时间从100ns~10ms)。在光交叉连接及需要支持大容最交换的系统中, 基于MEMS 技术的解决方案已是主流。 MEMS光开关分类:MEMS 光开关可以分为二维和三维光开关。二维光开关由一种受静电控制的二维微小镜面阵列组成,光束在二维空间传输。准直光束和旋转微镜构成多端口光开关, 对于M×N 的光开关矩阵, 光开关具有M×N个微反射镜。二维光开关的微反射镜具有两个状态0和1(通和断), 当光开关处于1 态时, 反射镜处于由输入光纤准直系统出射的光束传播通道内, 将光束反射至相应的输出通道并经准直系统进入目标输出光纤;当光开关处于0 态时, 微反射镜不在光束传播通道内, 由输入通道光纤出射的光束直接进入其对面的光纤。三维MEMS 的微镜固定在一个万向支架上, 可以沿任意方向偏转。每根输入光纤都有一个对应的MEMS 输入微镜, 同样, 每根输出光纤也都有其对应的MEMS 输出微镜[17]。因此, 对于M×N 三维MEMS 光开关, 则具有M+N 个MEMS 微反射镜。由每根输出光纤出射的光束可以由其对应的输入微镜反射到任意一个输出微镜, 而相应的输出微镜可以将来自任一输入微镜的光束反射到其对应的输出光纤。对于M×N 三维MEMS 光开关, 每个输入微镜有N 个态, 而输出微镜则具有M个状态。目前, Iolon 利用MEMS 实现了光开关的大量自动化生产。该结构开关时间小余5ms。Xeros 基于MEMS 微镜技术, 设计了能升级到1152×1152 的光

光纤通信考试题库

一.单项选择题(每题1分,共20分) 1、在激光器中,光的放大是通过(A) A.粒子数反转分布的激活物质来实现的B.光学谐振腔来实现的 C.泵浦光源来实现的D.外加直流来实现的 2、下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因?( B ) A.光纤的损耗可能发生变化B.光源的输出功率可能发生变化 C.系统可能传输多种业务D.光接收机可能工作在不同系统中 3、光纤通信中光需要从光纤的主传输信道中取出一部分作为测试用时,需用(B)A.光衰减器B.光耦合器C.光隔离器D.光纤连接器 4、使用连接器进行光纤连接时,如果接头不连续时将会造成(D) A.光功率无法传输B.光功率的菲涅耳反射 C.光功率的散射损耗D.光功率的一部分散射损耗或以反射形式返回发送端5、在系统光发射机的调制器前附加一个扰码器的作用是(A) A.保证传输的透明度B.控制长串“1”和“0”的出现 C.进行在线无码监测D.解决基线漂移 6、下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是(A) A.两者都能提供动态的通道连接B.两者输入输出都是单个用户话路 C.两者通道连接变动时间相同D.两者改变连接都由网管系统配置 7、目前EDFA采用的泵浦波长是( C ) A.0.85μm和1.3μm B.0.85μm和1.48μm C.0.98μm和1.48μm D.0.98μm和1.55μm 8、下列不是WDM的主要优点是( D ) A.充分利用光纤的巨大资源B.同时传输多种不同类型的信号 C.高度的组网灵活性,可靠性D.采用数字同步技术不必进行玛型调整9、下列要实现OTDM解决的关键技术中不包括( D ) A.全光解复用技术B.光时钟提取技术 C.超短波脉冲光源D.匹配技术 10、掺饵光纤的激光特性(A) A.由掺铒元素决定B.有石英光纤决定 C.由泵浦光源决定D.由入射光的工作波长决定 11、下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是( A) A.光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率 B.光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率 C.光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量 D.光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数 12、光发射机的消光比,一般要求小于或等于(B) A.5%B.10%C.15%D.20% 13、在误码性能参数中,严重误码秒(SES)的误码率门限值为(D) A.10-6B.10-5C.10-4D.10-3 14、日前采用的LD的结构种类属于(D) A.F-P腔激光器(法布里—珀罗谐振腔)B.单异质结半导体激光器 C.同质结半导体激光器D.双异质结半导体激光器 15、二次群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为(B)

ADPT012_led调光开关,pwm调光开关规格书V11.1

规格说明书 电容式触摸感应按键专用I C 12个独立触摸感应通路 ADPT012 V11.1 全国客服中心电话:4006-992-661 公司电话:0755-8297-7641 0755-8297-7857 0755-8369-3048 自动传真:0755-2263-4057 E-mail: samples@https://www.doczj.com/doc/a07014808.html, (样品专用) sinoada@https://www.doczj.com/doc/a07014808.html,(商务专用) 官方网站: https://www.doczj.com/doc/a07014808.html, 客服QQ: 800-000-251 资料在公司官方网站上会随时更新,敬请留意!

目录 1. 概述 (3) 2. 特性简介 (3) 3. 管脚描述 (3) 4. 封装信息 (4) 5. 绝对最大值 (5) 6. 低功耗处理 (6) 7. 参考应用电路 (6) 7.1:BCD或(BCD+INT)(INT可悬空)编码输出 (6) 7.2:ADC输出 (7) 7.3:点对点输出(最多可以输出9个按键) (8) 7.4:I2C方式或I2C+INT方式输出 (9) 8.应用说明 (10) 9 修改记录 (11)

1. 概述 ADPT012 是一款有12个独立的电容式触摸感应通道和多个控制端口的专用集成电路。 本产品的特点和优势: 输出信号可根据需要设置,选择范围宽,操作简单,使用方便 可在有介质(如玻璃、亚克力、塑料、陶瓷等)隔离保护的情况下实现触摸功能,安全性高 广泛使用在消费电子、数码产品、便携式产品、小家电、家电、智能控制、工业控制等等诸多方面应用电路简单,外围器件少,加工方便,成本低。 抗电源干扰及手机干扰特性好。EFT可以达到4KV以上;近距离、多角度手机干扰、对讲机干扰,触摸响应灵敏度及可靠性不受影响。 2. 特性简介 典型工作电压:2.4V~5.5V 工作频率:DC~20MHz 电容式触摸感应通道:12通道 内置上电复位(POR) 内置低电压复位(LVR) 采用低功率的CMOS技术 3. 管脚描述 管脚名称用法功能描述 GND POWER 电源地 VDD POWER 电源正 RST I 外部复位输入端 Out0 ~ Out8 O 通用端口 OSCO O 高频率晶体振荡器输出端 OSCI I 高频率晶体振荡器/RC振荡器输入端 Touch0 ~ Touch11 I 触摸感应信号输入端 VC2 I 灵敏度电容输入端 VC1 I 灵敏度电容输入端

光开关的工作原理

光开关,光开关得分类,光开关得工作原理就 是什么? 2010年03月20日 17:30 作者:佚名用户评论(0) 关键字:光开关(7) 光开关,光开关得分类,光开关得工作原理就是什么? 光开关就是一种具有一个或多个可选择得传输窗口,可对光传输线路或集成光路中得光信号进行相互转换或逻辑操作得器件。 机械式光开关:插入损耗低;隔离度高;不受偏振与波长影响;开关时间长(ms),重复性较差。 其它光开关:开关时间短(ms);体积小;插入损耗大;隔离度低。 光开关得特性参数 1、插入损耗(Insertion loss) 2、回波损耗(Return loss) 从输入端返回得光功率与输入光功率得比值。 3、隔离度 两个相隔离得输出端口光功率得比值. 4、串扰 输入光功率与从非导通端口输出得光功率得比值。

5、消光比 两个端口处于导通与非导通状态得插入损耗之差。 ER=IL-IL0 6、开关时间 开关端口从某一初状态转为通或者断所需得时间.从在开关上施加或撤去能量得时刻算起。 光开关得工作原理: 1、机械式光开关 移动光纤式光开关 移动反射镜式光开关

以上两种体积大,难实现集成化得开关网络.近年正大力发展一种集成得微机电系统(MEMS)开关,在硅片上用微加工技术做出大量可移动得微型镜片构成得开关阵列. 用16 个移动反射镜光开关构成得两组4 4MEMS开关阵列 2 电光开关 电光开关得原理一般就是利用材料得电光效应或电吸收效应,在电场作用下改变材料 得折射率与光得相位,再利用光得干涉或偏振等使光强突变或光路转变。 电光开关一般利用泡克耳斯(Pockels)效应,即折射率n随光场E而变化得电光效应。折射率变化与光场得变化关系为: 而光波传输距离L相应得相位变化为: 定向耦合型光开关

光开关的工作原理

光开关,光开关的分类,光开关的工作原理是 什么? 2010 年03 月20 日 17:30 www.elecfans.co 作者:佚名用户评论(0) 关键字:光开关(7) 光开关,光开关的分类,光开关的工作原理是什么? 光开关是一种具有一个或多个可选择的传输窗口,可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件。 机械式光开关:插入损耗低;隔离度高;不受偏振和波长影响;开关时间长(ms),重复性较差。 其它光开关:开关时间短(ms);体积小;插入损耗大;隔离度低。 光开关的特性参数 1.插入损耗(Insertion loss) 2.回波损耗(Return loss) 从输入端返回的光功率与输入光功率的比值。

3.隔离度 两个相隔离的输出端口光功率的比值。 4. 串扰 输入光功率与从非导通端口输出的光功率的比值。 5.消光比 两个端口处于导通和非导通状态的插入损耗之差。 ER=IL-IL0 6.开关时间 开关端口从某一初状态转为通或者断所需的时间。从在开关上施加或撤去能量的时刻算起。 光开关的工作原理: 1. 机械式光开关

移动光纤式光开关 移动反射镜式光开关 以上两种体积大,难实现集成化的开关网络。近年正大力发展一种集成的微机电系统(MEMS)开关,在硅片上用微加工技术做出大量可移动的微型镜片构成的开关阵列。 用16 个移动反射镜光开关构成的两组4 4MEMS开关阵列 2 电光开关

电光开关的原理一般是利用材料的电光效应或电吸收效应,在电场作用下改变材料的折射率和光的相位,再利用光的干涉或偏振等使光强突变或光路转变。 电光开关一般利用泡克耳斯(Pockels) 效应,即折射率 n随光场E而变化的电光效应。 折射率变化与光场的变化关系为: 而光波传输距离L相应的相位变化为: 定向耦合型光开关 定向耦合器中两耦合波导光功率周期性相互转换

光纤通信概论

《光纤通信概论》的读书报告 摘要:光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。光纤通信以其带宽、大容量、低损耗、抗电磁干扰、体积小、重量轻等一系列优点,成为现代通信的主要支柱之一。范围很广:军事,经济,生活,铁路,公路,煤矿,铁矿,广电,移动,电信等领域。几乎所用跟通信有关的都涉及到了光纤。 关键词:光纤通信技术发展现状发展趋势 光纤通信是通信技术领域中的一个伟大的技术革命。信息在光域上的传输、存储、交换技术的突破,为构建起全球光网络奠定了物质基础。麦克斯韦早已揭示通信世界的巨大资源是电磁波谱。通信技术的技术演进史,既说明了通信技术利用电磁波谱(频率范围)经历了由低频率到高频率端的发展,也阑述了人类对带宽资源需求日益提高。各种通信技术的陆续诞生,充分证实人们在用各种方法利用电磁波谱创造巨大的财富。 光纤通信发展可以大致分为三个阶段:第一阶段是从基础研究到商业应用的开发时期。第二阶段是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。第三阶段是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究的时期。 1. 光纤通信的里程碑1966年7月,英籍华裔学者高锟博士在Proc. IEE杂志上发表了一篇十分著名的论文《用于光频的光纤表面波导》,该文从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性,设计了通信用光纤的波导结构,更重要的是科学地予言了制造通信用低损耗光纤的可能性,即通过加强原材料提纯、加入适当的掺杂剂,可把光纤的衰减系数降低到20dB/km以下。而当时世界上只能制造用于工业、医学方面的光纤,其衰减系数在1000dB/km以上。在当时,对于制造衰减系数在20dB/km以下的光纤,被认为是可望而不可及的。以后的事实发展雄辩地证明了高锟博士论文的理论性和科学大胆予言的正确性,所以该文被誉为光纤通信的里程碑。 2. 导火线1970年美国康宁公司根据高锟论文的设想,用改进型化学汽相沉积法(MCVD法)制造出当时世界上第一根超低损耗光纤,成为光纤通信爆炸性发展的导火线。虽然当时康宁公司制造出的光纤只有几米长,衰减系数约20dB/km,但它毕竟证明了用当时的科学技术与工艺方法制造通信用超低损耗光纤的可能性,也就是说找到了实现低衰耗传输光波的理想媒体,这是光纤通信的重大实质性突破。 3.爆炸性发展 自1970年以后,世界各发达国家对光纤通信的研究倾注了大量的人力与物力,其来势之凶、规模之大、速度之快远远超出了人们的意料,从而使光纤通信技术取得了极其惊人的进展。 (1)光纤损耗1976年:0.5dB/km;1979年:0.2dB/km;1990年:0.14dB/km;它已经接近石英光纤的理论损耗极限值0.1dB/km。 (2)光器件1970年,美国贝尔实验室研制出世界上第一只在室温下连续波工作的砷化镓铝半导体激光器,为光纤通信找到了合适的光源器件。后来逐渐发展到性能更好、寿命达几万小时的异质结条形激光器和现在的寿命达几十万小时分布反馈式单纵模激光器(DFB)以及多量子阱激光器(MQW)。光接收器件也从简单的硅PD光电二极管发展到量子效率达90%以上的Ⅲ-Ⅴ族雪崩光电二极管APD。 (3)光纤通信系统正是光纤制造技术和光电器件制造技术的飞速发展,以及大规模、超大规模集成电路技术和微处理器技术的发展,带动了光纤通信系统从小容量到大容量、从短距离到长距离、从旧体制(PDH)到新体制(SDH)的迅猛发展。1976年,美国在亚特兰大开通了世界上第一个实用化光纤通信系统,码速率仅为45Mbit/s,中继距离为10km。1985年,140Mbit/s多模光纤通信系统商用化,并着手单模光纤通信系统的现场试验工作。1990

液晶光开关

液晶光开关的工作原理 液晶的种类很多,仅以常用的TN (扭曲向列)型液晶为例,说明液晶光电工作原理。 TN 型光开关的结构如图1所示。在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶,液晶分子的 形状如同火柴一样,为棍状。棍的长度在十几埃(1埃 =10∧-4微米=10∧-1纳米=10∧-10米 ),直径为4~6埃,液晶层厚度一般为5-8微米。玻璃板的内表面涂有透明电极,电极的表面预先作了定向处理(可用软绒布朝一个方向摩擦,也可在电极表面涂取向剂),这样,液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里;电极表面的液晶分子按一定方向排列,且上下电极上的定向方向相互垂直。上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用,趋向于平行排列。然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直,所以从俯视方向看,液晶分子的排列从上电极的沿-45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿+45度方向排列,整个扭曲了90度。如图1左图所示。 理论和实验都证明,上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质,即偏振光从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时,偏振方向会旋转90度。 取两张偏振片贴在玻璃的两面,P1的透光轴与上电极的定向方向相同,P2的透光轴与下电极的定向方向相同,于是P1和P2的透光轴相互正交。 在未加驱动电压的情况下,来自光源的自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的线偏振光,该线偏振光到达输出面时,其偏振面旋转了90°。这时光的偏振面与P2的透光轴平行,因而有光通过。 在施加足够电压情况下(一般为1~2伏),在静电场的作用下,除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外,其他液晶分子趋于平行于电场方向排列。于是原来的扭曲结构被破坏,成了均匀结构,如图1右图所示。从P1透射出来的偏振光的偏振方向在液晶中传播时不再旋转,保持原来的偏振方向到达下电极。这时光的偏振方向与P2正交,因而光被关断。 由于上述光开关在没有电场的情况下让光透过,加上电场的时候光被关断,因此叫做常通型光开关,又叫做常白模式。若P1和P2的透光轴相互平行,则构成常黑模式。 液晶可分为热致液晶与溶致液晶。热致液晶在一定的温度范围内呈现液晶的光学各向异性,溶致液晶是溶质溶于溶剂中形成的液晶。目前用于显示器件的都是热致液晶,它的特性随温度的改变而有一定变化。 入射的自然光 偏振片P1 偏振片P2 出射光 扭曲排列的液 晶分子具有光 波导效应 光波导已被电场拉伸 图1. 液晶光开关的工作原理

PWM实现精准LED调光

加速调光频率 PWM实现精准LED调光无论LED是经由降压、升压、降压/升压或线性稳压器驱动,连接每一个驱动电路最常见的线程就是须要控制光的输出。现今仅有很少数的应用只需要开和关的简单功能,绝大多数都需要从0~100%去微调亮度。目前,针对亮度控制方面,主要的两种解决方案为线性调节LED的电流(模拟调光)或在肉眼无法察觉的高频下,让驱动电流从0到目标电流值之间来回切换(数字调光)。利用脉冲宽度调变(PWM)来设定循环和工作周期可能是实现数字调光的最简单的方法,原因是相同的技术可以用来控制大部分的开关转换器。 无论LED是经由降压、升压、降压/升压或线性稳压器驱动,连接每一个驱动电路最常见的线程就是须要控制光的输出。现今仅有很少数的应用只需要开和关的简单功能,绝大多数都需要从0~100%去微调亮度。目前,针对亮度控制方面,主要的两种解决方案为线性调节LED的电流(模拟调光)或在肉眼无法察觉的高频下,让驱动电流从0到目标电流值之间来回切换(数字调光)。利用脉冲宽度调变(PWM)来设定循环和工作周期可能是实现数字调光的最简单的方法,原因是相同的技术可以用来控制大部分的开关转换器。 一、PWM调光能调配准确色光 一般来说,模拟调光比较容易实行,这是因为LED驱动器的输出电流变化与控制电压成比例,而且模拟调光也不会引发额外的电磁兼容性(EMC)/电磁干扰(EMI)潜在频率问题。然而,大部分设计采用PWM调光的理由都是基于LED的基本特性,即放射光的位移是与平均驱动电流的大小成比例(图1)。对于单色LED来说,主要光波的波长会发生变化,而在白光LED 方面,出现变化的是相对色温(CCT)。对于人们的肉眼来说,很难察觉出红、绿或蓝光LED 中的奈米波长变化,尤其是当光的强度也同样在改变,但是白光的色温变化则比较容易察觉出来。大多数的白光LED都包含一片可放射出蓝光频谱光子的晶圆,这些光子在撞击磷光涂层后便会放射出各种可见光范围内的光子。在较小的电流下,磷光会成为主导并使光线偏向黄色;而在较大电流下,LED放射出来的蓝光则较多,使得光线偏向蓝色,同时也会产生较高的CCT。对于使用超过一个白光LED的应用,在两个相邻LED之间出现的CCT差异会很明显,且视觉令人不悦,此概念可以进一步延伸将多个单色LED光线混和在一起的光源。一旦超过一个光源,任何出现在它们之间的CCT差异都会令人感到刺眼。

(完整版)光纤通信简答题

光纤通信简答题 1-2 光纤通信有哪些优点 光纤通信具有许多独特的优点,他们是: 1. 频带宽、传输容量大; 2. 损耗小、中继距离长; 3. 重量轻、体积小; 4. 抗电磁干扰性能好; 5. 泄漏小、保密性好; 6.节约金属材料,有利于资源合理使用。 2-6 什么是光纤的色散?对通信有何影响?多模光纤 的色散由什么色散决定?单模光纤色散又有什么色散决定 答:色散是由于不同成分的光信号在光纤中传输时,因群速度不同产生不同的时间延迟而引起的一种物理效应。 对于多模光纤,主要是模式色散。对于单模光纤,只有色度色散和偏振模色散。 2-7 光纤数值孔径的定义是什么?其物理意义是什么 答:数值孔径(Numerical Aperture,NA)定义为 =(2.2.3) NA n NA表示光纤接收和传输光的能力,NA(或αmax)越大,光纤接收光的能力越强,从光源到光纤的耦合效率越高。对无损耗光纤,在αmax 内的入射光都能在光纤中传输。NA越大,纤芯对光能量的束缚能力越强,光纤抗弯曲性能越好。但NA越大,经光纤传输后产生的输出信号展宽越大,因而限制了信息传输容量,所以要根据使用场合,选择适当的NA。 3-1 连接器和跳线的作用是什么?接头的作用又是什 么 答:1,、连接器是把两个光纤端面结合在一起,以实现光纤与光纤之间可拆卸活动连接的器件。 2、跳线用于终端设备和光缆线路及各种光无源器件之间的互连,以构成光纤传输系统。 3、接头是把两个光纤端面结合在一起,以实现光纤与光纤之间的永久性固定连接。

3-2 耦合器的作用是什么?它有哪几种 耦合器的功能是把一个或多个光输入分配给多个或一个光输出。耦合器有T 形耦合器、星形耦合器、方向耦合器和波分耦合器。 3-6 简述马赫-曾德尔幅度调制器的工作原理 答:最常用的幅度调制器是在L iN b O 3晶体表面用钛扩散波导构成的 马赫-曾德尔(M-Z )干涉型调制器,如图3.5.5所示。使用两个频率相同但相位不同的偏振光波,进行干涉的干涉仪,外加电压引入相位的变化可以转换为幅度的变化。在图3.5.5(a )表示的由两个Y 形波导构成的结构中,在理想的情况下,输入光功率在C 点平均分配到两个分支传输,在输出端D 干涉,所以该结构扮演着一个干涉仪的作用,其输出幅度与两个分支光通道的相位差有关。两个理想的背对背相位调制器,在外电场的作用下,能够改变两个分支中待调制传输光的相位。由于加在两个分支中的电场方向相反,如图 3.5.5(a )的右上方的截面图所示,所以在两个分支中的折射率和相位变化也相反,例如若在A 分支中引入π/2的相位变化,那么在B 分支则引入-π/2相位的变化,因此A 、B 分支将引入相位π的变化。 假如输入光功率在C 点平均分配到两个分支传输,其幅度为A ,在输出端D 的光场为 ()()()t A t A t A E ωφφωφωcos cos 2cos cos output =-++∝ (3.5.5) 输出功率与2output E 成正比,所以由式(3.5.5)可知,当0=φ时输出功率最大,当2π=φ时,两个分支中的光场相互抵消干涉,使输出功率最小,在理想的情况下为零。于是 ()() φφ2out out cos 0=P P (3.5.6) 由于外加电场控制着两个分支中干涉波的相位差,所以外加电场也控制着输出光的强度,虽然它们并不成线性关系。 3-11 光开关的作用是什么?主要分为哪两类 答:光开关的功能是转换光路,以实现光信号的交换。光开关可以分为两大类:一类是机械式光开关,也包括微机械光开关;另一类光开关是固体光开关。 4-1 简述半导体发光基理

2X2R光开关指标规格及管脚定义指南

产品特性 结构紧凑插入损耗低切换速度快应用场景 无源光网络 光保护系统 仪器仪表测量系统网络监控 2X2R机械光开关 HYGJ的机械光开关是基于自由空间光学设计,其广泛应用于动态配置分插复用器OADM、交叉连接器OXC、系统监控等网络中。基于其特殊的光学设计,HYGJ的机械光开关具有切换速度快、插入损耗低和可靠性高的优点。并且由于其紧凑的结构和微小的体积,易于集成高密度光纤通信系统中。 性能指标 参数单位 工作波长nm 插入损耗(IL)dB 波长相关损耗(WDL)dB 温度相关损耗(TDL)dB 偏振相关损耗(PDL)dB 回波损耗(RL)dB 串扰(CT)dB 重复性dB 切换速度ms 切换次数times 工作电压V 承受光功率mw 工作温度℃储存温度℃工作湿度℃ 封装尺寸mm 3.0 or 5.0 ≤500 -5~+70 -40~+85 5~95 SM: L29xW12.6xH8.5 ≥10 million 规格 1260~1620 for SM, 850 for MM ≤1.0(典型值:0.8) ≤0.25 ≤0.2 ≤0.05 SM≥50,MM≥30 SM≥55,MM≥35 ≤±0.02 ≤8 欢迎致电

驱动管脚定义 类型状态 光 通路 2x2R Pin 1Pin 5Pin 6 Pin 10Pin 2-3Pin 3-4Pin 7-8Pin 8-9A P1-P4,P3-P2--GND V+Close Open Open Close B P1-P2,P3-P4V+GND --Open Close Close Open A P1-P4,P3-P2----Close Open Open Close B P1-P2,P3-P4 V+ --GND Open Close Close Open 电控驱动状态指示自锁非自锁 光路示意图 单模外观尺寸

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FAST FIBER OPTIC 1x8 SWITCH OVERVIEW The sercalo fiber optic switch is a very fast opto-mechanical switch based on the MEMS technology. The component makes an optical connection between an optical port and either one of 8 input or output lines. The highly reliable switching mechanism use integrated micromirrors and features below 1 ms switching time and only 1.4 dB insertion loss. The switch is powered by a 5 V supply voltage. A 5 V TTL or CMOS drive signal is used to control the switching state. The switching mechanism offers the reliability of a solid state device; it neither wears out nor degrades over time. Even after billions of cycles the switching quality stays constant. The miniature package withstands rugged environments and is well suited for direct mounting on printed circuit boards.FEATURES ? reliable ? 1.2 dB insertion loss ? 1 ms response time ? 60 dB crosstalk ? miniature size ? non-latching APPLICATIONS ? Optical Reconfiguration ? Instrumentation ? Provisioning ORDERING INFORMATION SW1x8-9N-12-16 sercalo

光纤通信总结

一 绪论 1. 1966年英籍华裔学者高琨和霍克哈姆发表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了现代光通信——光纤通信的基础。 2. 光纤通信技术不断创新:光纤从多模发展到单模,工作波长从0.85μm 发展到1.31μm ,传输速率从几十Mb/s 发展到几十Gb/s 。 3. 任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输距离。 4. 电缆通信和微波通信的载波是电波,光纤通信的载波是光波。 5. 直接调制是用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流,是输出光随电信号变化而实现的,这种方案技术简单、成本较低、容易实现,但调制速率受激光器的频率特性所限制。外调制是把激光的产生和调制分开,用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的,这种调制的优点是调制速率高,缺点是技术复杂,成本较高。 6. 目前,使用光纤通信系统普遍采用直接调制——直接检测方式,光接收机最重要的特性参数是灵敏度。 7. 光纤通信系统包括电信号处理部分和光信号传输部分。光信号传输部分主要由基本光纤传输系统组成,包括光发射机、光纤传输线路和光接收机三个部分。 光纤通信系统可以传输数字信号,也可以传输模拟信号。 二 光纤和光缆 1、光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高,损耗比包层更低,光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一点的机械保护作用。 2、光纤类型:突变型多模光纤 、渐变性多模光纤、单模光纤 等等 3、损耗限制系统的传输距离,色散则限制系统的传输带宽。 色散是在光纤中传输的光信号,由于不同成分的光的传播时间不同而产生的一种物理效应。色散一般包括模式色散、材料色散和波导色散。 模式色散:是由于不同模式的传播时间不同而产生的,它取决于光纤的折射率分布,并和光纤材料折射率的波长特性有关。 材料色散:是由于光纤的折射率随波长而变化,以及模式内部不同波长成分的光,其传播时间不同而产生的。 波导色散:是由于波导结构参数与波长有关而产生的,它取决于波导尺寸和纤芯与包层的相对折射率差。(27) 4、光纤损耗包括吸收损耗和散射损耗。 5、光纤带宽测量有时域和频域两种基本方法。时域法是测量通过光纤的光脉冲产生的脉冲展宽,又称脉冲法;频域法测量通过光纤的频率响应,又称扫频法。两种方法是等效的,扫频法通常用于多模光纤的测量。 6、光纤色散测量有相移法、脉冲时延法和干涉法等。 2-6光纤色散产生的原因及其危害是什么? 答 :光纤色散是由光线中传输的光信号的不同成分光的传播时间不同而产生的。 光纤色散对光纤传输系统的危害有:若信号是模拟调制的,色散将限制带宽;若信号是数字脉冲,色散将使脉冲展宽,限制系统传输速率(容量) 2-7 光纤损耗产生的原因及其危害是什么? 答:光纤损耗包括吸收损耗和散射损耗。 吸收损耗是由2SiO 材料引起的固有吸收和杂质引起的吸收产生的。 散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞丽散射和光纤结构缺陷(如气泡)引起的散射产生的。光纤损耗使系统的传输距离受到限制,大损耗不利于长距离光纤通信。 三 通信用光器件 1、有源器件包括光源、光检测器和光放大器,光无源器件主要有连接器、耦合器、波分复用器、调制器、光开关和隔离器等。 2、有源器件的物理基础是光和物质相互作用的效应。 (1)在正常状态下,电子处于低能级1E ,在入射光作用下,它会吸收光子的能量跃迁到高能级2E 上,这种跃迁称为受激吸收。电子跃迁后,在低能级;留下相同数目的空穴。(2)在高能级2E 的电子是不稳定的,即使没有外界的作用,也会自动地跃迁到低能级1E 上与空穴复合,释放的能量转换为光子辐射出去,这种跃迁称为自发辐射。(3)在高能级2E 的电子,受到入射光的作用,被迫跃迁到低能级1E 上与空穴复合,释放的能量产生光辐射,这种跃迁称为受激辐射。受激辐射是受激吸收的逆过程。光子在1E 和2E 两个能级之间跃迁,吸收的光子能量或辐射的光子能量都要满足波尔条件。即1212hf E E =- 式中,s J h ??=-3410628.6,为普朗克常数,12f 为吸收或辐射的光子频率。 受激辐射和自发辐射产生的光的特点很不相同。 6、发光二极管(LED )的工作原理与激光器(LD )有所不同,LD 发射的是受激辐射光,LED 发射的是自发辐射光。LED 的结构和LD 相似,大多是采用双异质结结构,把有源层夹在P 和N 型限制层中间,不同的是LED 不需要光学谐振腔,没有阈值。(57) 7、LED 通常和多模光纤耦合,用于m μ3.1(或m μ85.0)波长的小容量短距离系统。

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1、概述 ........................................................................................................................................ 3 2、特性简介 ................................................................................................................................. 3 3、封装及引脚说明 ...................................................................................................................... 5 4、应用电路 ................................................................................................................................. 6 5、电气参数 ................................................................................................................................. 8 6、应用说明 ................................................................................................................................. 9 7. 修改记录 ................................................................................................................................ 10
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光纤通信

光纤通信的优点 (1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽,只需一秒钟左右,即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。目前400Gbit/s 系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低,在光波长为1.55μm附近,石英光纤损耗可低于0.2dB/km,这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。(2)信号串扰小、保密性能好; (3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题,唯有光纤通信不受各种电磁干扰。(4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输; (5)材料来源丰富,环境保护好,有利于节约有色金属铜。(6)无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。(7)光缆适应性强,寿命长。 光纤通信系统 本词条主要介绍光纤通信系统 光纤通信系统是以光为载波,利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介,通过光电变换,用光来传输信息的通信系统。随着国际互联网业务和通信业的飞速发展,信息化给世界生产力和人类社会的发展带来了极大的推动。光纤通信作为信息化的主要技术支柱之一,必将成为21世纪最重要的战略性产业。 光纤 光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱,计算机负责把信息数字化,输入网络中去;光纤则是担负着信息传输的重任。当代社会和经

济发展中,信息容量日益剧增,为提高信息的传输速度和容量,光纤通信被广泛的应用于信息化的发展,成为继微电子技术之后信息领域中的重要技术。 基本光纤通信系统 最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源包括所有的信号源,它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号;光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器EDFA等;而光学接收机则接收光信号,并从中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图象、数据等信息。 数字光纤通信系统 光纤传输系统是数字通信的理想通道。与模拟通信相比较,数字通信有很多的优点,灵敏度高、传输质量好。因此,大容量长距离的光纤通信系统大多采用数字传输方式。 在光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲"0"码和"1"码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(pulse code modulation),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号,由PCM电端机产生。 光纤通信系统基本构成 (1)光发信机 光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制,成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。 (2)光收信机 光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号,然后,再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平,送到接收端的电端汲去。 (3)光纤或光缆 光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的已调光信号,经过光纤或光缆的远距离传输后,耦合到收信端的光检测器上去,完成传送信息任务。 (4)中继器

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