정보 고속도로가 급속히 발전하고 있는 오늘날, 광섬유 통신 시스템은 결정적인 역할을 합니다. 광섬유 통신의 핵심 요소로서 광학 변조 기술은광기반의 주요 매개 변수를 조작함으로써 고속 정보 처리 및 전송을 가능하게 합니다., 주파수, 단계 및 양극화, 안정적이고 신뢰할 수있는 정보 전송을 보장하기 위해 외부 전자기 간섭에 효과적으로 저항합니다.
밀도가 높은 파장분열 멀티플렉스 (DWDM) 기술의 광범위한 응용과 광섬유 전송 용량의 폭발적인 증가로,전통적인 동기 디지털 위계 (SDH) 기술은 압도되었습니다.이 상황에서, the third-generation reconfigurable optical add-drop multiplexer (ROADM) based on wavelength selective switches (WSS) has emerged as a key technology for building next-generation dynamic all-optical networks, 광 통신 분야에서 연구 기관의 상당한 관심을 끌고 있습니다.
액체 결정 실리콘 (LCoS) 기술의 도입은 ROADM 시스템의 설계 철학에 깊은 영향을 미치며 WSS에 혁명적인 변화를 가져왔다.전통적인 마이크로 전기 기계 시스템 (MEMS) 에 기반한 WSS와 비교하면, LCoS 기반의 WSS의 가장 큰 장점은 유연한 구성성입니다.
전통적인 MEMS 솔루션은 미리 정의된 고정 채널 간격 (예를 들어 100GHz 또는 50GHz) 을 요구하며, 일단 설정되면 수정하기가 어렵습니다.LCoS 장치에 통합된 수백만 개의 독립적으로 제어 가능한 픽셀은 채널 간격의 동적 조절을 가능하게합니다., 스펙트럼 자원 활용을 극대화하고 100Gbit/s 이상 시대에 스펙트럼 효율을 크게 향상시킵니다. 이 유연성은 유연한 네트워크 기술을 적용하는 길을 여깁니다.광망이 실제 서비스 요구 사항에 따라 대역폭을 동적으로 할당 할 수 있도록하고 자원의 활용도를 크게 향상시킵니다..
LCoS 기반 WSS가 어떻게 작동하는지 이해하기 위해서는 먼저 LCoS 기술의 현미경 구조를 조사해야합니다.장치의 상층의 픽셀 전극은 실리콘 기반 회로에 의해 적용 된 전압을 통해 각각의 픽셀의 전기장 강도를 독립적으로 제어 할 수 있습니다.이 전극은 수백만 픽셀의 프로그래밍 가능한 제어 전압을 제공하여 주요 양극화 방향과 병행하여 프로그래밍 가능한 단계 지연을 생성합니다.
물리적인 관점에서, 단계 지연은 매우 극화된 액체 결정 분자들에 의해 생성됩니다.각각의 액체 결정 분자는 전자들이 그 길이를 따라 자유롭게 움직일 수 있는 작은 안테나로 간주될 수 있습니다.픽셀 전극이 충전되지 않으면 모든 액체 결정 분자는 수평적으로 정렬됩니다.빛의 전파 방향에 수직하고 빛의 파동의 진동 전장과 평행한 정렬 계층으로 고정.
액체 결정 분자 안의 준자유 전자와 빛파의 전기장 사이의 강한 상호작용은 즉각적인 에너지 저장으로 이어집니다.빛파의 전송 속도를 줄이는 것. 화소 전극에 내장 된 CMOS 칩과 상단 유리 상단의 인디움 진산화층 사이에 전압이 적용되면 각 액체 결정 분자의 끝은 반대 방향으로 당겨집니다..전압이 증가함에 따라 액체 결정 분자들은 빛의 파동 방향에 점점 더 정렬되고분자와 빛파 사이의 상호 작용을 약화시키는 동시에 파동의 전파 속도를 증가시키는.
LCoS 기반의 WSS의 핵심은 공간광 모듈레이터 LCoS에 있는 수백만 화소를 사용하여 전체 평면에서 발생하는 빛파의 상대적 단계를 정확하게 제어하는 것입니다.복잡한 단계 프로그래밍을 위해 각 가상 거울을 만드는각기 다른 파장 채널과 각기 다른 채널 간격이 있는 빛 신호는 광섬유 배열에서 분광 격자로 LCoS의 각기 다른 주파수의 "무지개"로 분해된다.
다른 각의 가상 거울이 LCoS의 다른 영역에 할당하도록 프로그래밍되기 때문에, 반사 각은 다른 주파수에 약간 조정될 수 있습니다.분산 격자로는 이 가상 거울에서 반사되는 빛을 다른 주파수에서 재조합합니다., 렌즈 배열을 통해 초점을 맞추고 다시 섬유 배열로 전송합니다.
LCoS 기반 WSS의 기본 구조는 유연성의 핵심입니다. 액체 결정 공간 빛 변조기는 필요한 경우 특정 파장의 단계를 변경할 수 있습니다.모든 빛의 경로는 회전 가능하며예를 들어, 첫 번째 섬유에서 입력되는 모든 파장의 빛은 공간 빛 변조기에 의해 단계 변조 후,반사되기 전에 N-1 파장의 나머지 단계도 똑같이 변경합니다., 복합화, 그리고 두 번째 섬유에서 출력. 게다가 하류 단계는 필요에 따라 다르게 변경 될 수 있으며, 세 번째 섬유에서 출력,해당 신호를 하류 가맹점으로 전송.
LCoS 기반 WSS 장치는 가장자리 필드 효과, 소음 및 교차 음성 문제로 인해 분산 효율이 감소하는 등 기술적 어려움에 직면합니다.이러한 문제는 기술 발전과 최적화로 점차 해결되고 있습니다..
색이 없고 방향이 없고, 논쟁이 없는 동작과 유연한 그리드 지원의 독특한 장점으로LCoS 기반의 WSS는 다음 세대의 전 광망의 유연성 요구 사항을 완벽하게 충족시킵니다.5G, 클라우드 컴퓨팅, 빅 데이터 및 다른 신흥 기술이 빠르게 발전함에 따라 광망 대역폭과 유연성에 대한 수요는 더욱 증가 할 것입니다.LCoS 기반 WSS의 적용 가능성을 확대.
WSS 응용 분야를 넘어서 LCoS 기술은 재구성 가능한 광적 필터, 광적 스위치 및 빔 셰이퍼를 포함한 광적 통신의 다른 분야에서 큰 잠재력을 보여줍니다.LCoS 기술은 인공 지능과 기계 학습을 결합하여 지능형 네트워크 관리 및 최적화를 가능하게 할 수 있습니다., 성능과 효율성을 향상시킵니다.
LCoS 기술이 성숙하고 비용이 감소함에 따라 미래 광 통신에서 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다. 더 효율적이고 유연하고,그리고 지능형 광망가까운 미래에 LCoS 기술은 광 통신에서 필수적인 핵심 기술이 될 가능성이 있으며 정보 기술의 발전에 크게 기여 할 것입니다.
정보 고속도로가 급속히 발전하고 있는 오늘날, 광섬유 통신 시스템은 결정적인 역할을 합니다. 광섬유 통신의 핵심 요소로서 광학 변조 기술은광기반의 주요 매개 변수를 조작함으로써 고속 정보 처리 및 전송을 가능하게 합니다., 주파수, 단계 및 양극화, 안정적이고 신뢰할 수있는 정보 전송을 보장하기 위해 외부 전자기 간섭에 효과적으로 저항합니다.
밀도가 높은 파장분열 멀티플렉스 (DWDM) 기술의 광범위한 응용과 광섬유 전송 용량의 폭발적인 증가로,전통적인 동기 디지털 위계 (SDH) 기술은 압도되었습니다.이 상황에서, the third-generation reconfigurable optical add-drop multiplexer (ROADM) based on wavelength selective switches (WSS) has emerged as a key technology for building next-generation dynamic all-optical networks, 광 통신 분야에서 연구 기관의 상당한 관심을 끌고 있습니다.
액체 결정 실리콘 (LCoS) 기술의 도입은 ROADM 시스템의 설계 철학에 깊은 영향을 미치며 WSS에 혁명적인 변화를 가져왔다.전통적인 마이크로 전기 기계 시스템 (MEMS) 에 기반한 WSS와 비교하면, LCoS 기반의 WSS의 가장 큰 장점은 유연한 구성성입니다.
전통적인 MEMS 솔루션은 미리 정의된 고정 채널 간격 (예를 들어 100GHz 또는 50GHz) 을 요구하며, 일단 설정되면 수정하기가 어렵습니다.LCoS 장치에 통합된 수백만 개의 독립적으로 제어 가능한 픽셀은 채널 간격의 동적 조절을 가능하게합니다., 스펙트럼 자원 활용을 극대화하고 100Gbit/s 이상 시대에 스펙트럼 효율을 크게 향상시킵니다. 이 유연성은 유연한 네트워크 기술을 적용하는 길을 여깁니다.광망이 실제 서비스 요구 사항에 따라 대역폭을 동적으로 할당 할 수 있도록하고 자원의 활용도를 크게 향상시킵니다..
LCoS 기반 WSS가 어떻게 작동하는지 이해하기 위해서는 먼저 LCoS 기술의 현미경 구조를 조사해야합니다.장치의 상층의 픽셀 전극은 실리콘 기반 회로에 의해 적용 된 전압을 통해 각각의 픽셀의 전기장 강도를 독립적으로 제어 할 수 있습니다.이 전극은 수백만 픽셀의 프로그래밍 가능한 제어 전압을 제공하여 주요 양극화 방향과 병행하여 프로그래밍 가능한 단계 지연을 생성합니다.
물리적인 관점에서, 단계 지연은 매우 극화된 액체 결정 분자들에 의해 생성됩니다.각각의 액체 결정 분자는 전자들이 그 길이를 따라 자유롭게 움직일 수 있는 작은 안테나로 간주될 수 있습니다.픽셀 전극이 충전되지 않으면 모든 액체 결정 분자는 수평적으로 정렬됩니다.빛의 전파 방향에 수직하고 빛의 파동의 진동 전장과 평행한 정렬 계층으로 고정.
액체 결정 분자 안의 준자유 전자와 빛파의 전기장 사이의 강한 상호작용은 즉각적인 에너지 저장으로 이어집니다.빛파의 전송 속도를 줄이는 것. 화소 전극에 내장 된 CMOS 칩과 상단 유리 상단의 인디움 진산화층 사이에 전압이 적용되면 각 액체 결정 분자의 끝은 반대 방향으로 당겨집니다..전압이 증가함에 따라 액체 결정 분자들은 빛의 파동 방향에 점점 더 정렬되고분자와 빛파 사이의 상호 작용을 약화시키는 동시에 파동의 전파 속도를 증가시키는.
LCoS 기반의 WSS의 핵심은 공간광 모듈레이터 LCoS에 있는 수백만 화소를 사용하여 전체 평면에서 발생하는 빛파의 상대적 단계를 정확하게 제어하는 것입니다.복잡한 단계 프로그래밍을 위해 각 가상 거울을 만드는각기 다른 파장 채널과 각기 다른 채널 간격이 있는 빛 신호는 광섬유 배열에서 분광 격자로 LCoS의 각기 다른 주파수의 "무지개"로 분해된다.
다른 각의 가상 거울이 LCoS의 다른 영역에 할당하도록 프로그래밍되기 때문에, 반사 각은 다른 주파수에 약간 조정될 수 있습니다.분산 격자로는 이 가상 거울에서 반사되는 빛을 다른 주파수에서 재조합합니다., 렌즈 배열을 통해 초점을 맞추고 다시 섬유 배열로 전송합니다.
LCoS 기반 WSS의 기본 구조는 유연성의 핵심입니다. 액체 결정 공간 빛 변조기는 필요한 경우 특정 파장의 단계를 변경할 수 있습니다.모든 빛의 경로는 회전 가능하며예를 들어, 첫 번째 섬유에서 입력되는 모든 파장의 빛은 공간 빛 변조기에 의해 단계 변조 후,반사되기 전에 N-1 파장의 나머지 단계도 똑같이 변경합니다., 복합화, 그리고 두 번째 섬유에서 출력. 게다가 하류 단계는 필요에 따라 다르게 변경 될 수 있으며, 세 번째 섬유에서 출력,해당 신호를 하류 가맹점으로 전송.
LCoS 기반 WSS 장치는 가장자리 필드 효과, 소음 및 교차 음성 문제로 인해 분산 효율이 감소하는 등 기술적 어려움에 직면합니다.이러한 문제는 기술 발전과 최적화로 점차 해결되고 있습니다..
색이 없고 방향이 없고, 논쟁이 없는 동작과 유연한 그리드 지원의 독특한 장점으로LCoS 기반의 WSS는 다음 세대의 전 광망의 유연성 요구 사항을 완벽하게 충족시킵니다.5G, 클라우드 컴퓨팅, 빅 데이터 및 다른 신흥 기술이 빠르게 발전함에 따라 광망 대역폭과 유연성에 대한 수요는 더욱 증가 할 것입니다.LCoS 기반 WSS의 적용 가능성을 확대.
WSS 응용 분야를 넘어서 LCoS 기술은 재구성 가능한 광적 필터, 광적 스위치 및 빔 셰이퍼를 포함한 광적 통신의 다른 분야에서 큰 잠재력을 보여줍니다.LCoS 기술은 인공 지능과 기계 학습을 결합하여 지능형 네트워크 관리 및 최적화를 가능하게 할 수 있습니다., 성능과 효율성을 향상시킵니다.
LCoS 기술이 성숙하고 비용이 감소함에 따라 미래 광 통신에서 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다. 더 효율적이고 유연하고,그리고 지능형 광망가까운 미래에 LCoS 기술은 광 통신에서 필수적인 핵심 기술이 될 가능성이 있으며 정보 기술의 발전에 크게 기여 할 것입니다.
