NGN - Sistemas Micro Electro Mecánicos
DWDM utiliza un conjunto de longitudes de onda ópticas (o canales) alrededor 1.553 nm con separación entre canales de 0.8 nm(100 GHz), cada longitud de onda puede llevar información de hasta 10 Gbps (STM 64). Más de 100 de estos canales se pueden combinar y transmitida en una sola fibra. Los esfuerzos están para exprimir los canales más y a aumentar los datos tasa de bit en cada canal. Experimentalmente, la transmisión de 80 canales, cada uno con 40 Gb/s (equivalente a 3.2 Tbits/sec) de una sola fibra ha sido probado con éxito en una longitud de 300 km. de punto-a-punto y basada en anillos red óptica DWDM requiere un nuevo tipo de elementos de la red que pueden manipular las señales sobre la marcha sin una costosa O-E-O conversión. Amplificadores ópticos, filtros ópticos agregar eliminación de multiplexores, multiplexores de interconexiones ópticas y conectar son algunos de los elementos de la red. MEMS desempeña un papel importante en el diseño y desarrollo de tales elementos de la red.
MEMS es un acrónimo de Micro Electro Mechanical Systems. Se utiliza para crear ultra-dispositivos miniaturizados, de dimensiones de unos pocos micrones a un par de centímetros de diámetro. Estos son muy similares a la IC, pero con la capacidad de integrar partes mecánicas en movimiento en el mismo sustrato. Tecnología MEMS tiene sus raíces en la industria de semiconductores. Estos son fabricados con proceso de fabricación por lotes similares a un VLSI. Un típico MEMS es un microsistema integrado en un chip que puede incorporar piezas mecánicas móviles además de eléctricas, ópticas, incluye interfases elï¿ ½trica, química y biomédica.
Funcionalmente, MEMS incluye una variedad de transudado mecanismos para convertir las señales de una forma de energía a otra.
Muchos tipos diferentes de microsensores, microactuators puede ser integrado con, procesamiento de señal, subsistemas ópticos, y pertrecharse para formar un sistema completo y funcional en un chip. MEMS es la característica capacidad para incluir componentes mecánicos en el mismo sustrato.
Debido al pequeño tamaño, es posible usar los MEMS en los lugares donde dispositivos mecánicos son prácticamente imposibles de poner, como dentro de un vaso sanguíneo del cuerpo humano. Conmutación y el tiempo de respuesta de los dispositivos MEMS también es menor que las máquinas convencionales y consumen menos energía.
Aplicación de MEMS
Hoy en día, los MEMS están encontrando aplicación en todas las esferas. Las telecomunicaciones, las ciencias biológicas y los sensores son los principales beneficiarios. LOS MEMS-basada en movimiento, la aceleración y el estrés los sensores están siendo desplegadas masivamente en los aviones y las naves espaciales para aumentar la seguridad y fiabilidad. Pico satélites (pesa unos 250 gm) han desarrollado en las actividades de inspección, comunicación y dispositivos de vigilancia. Estos utilizan sistemas basados en MEMS como carga útil, así como para su control orbital. LOS MEMS se utilizan en las boquillas de las impresoras de inyección de tinta y cabezales de lectura/escritura de las unidades de disco duro. Sector de la automoción está utilizando MEMS en "sistemas de inyección de combustible y los sensores de airbag.
Los ingenieros de diseño de MEMS están poniendo sus nuevos diseños para mejorar el rendimiento de sus productos. Reduce costes de fabricación y el tiempo. Integración de funciones múltiples en MEMS ofrece mayor grado de miniaturización, menor número de componentes y aumentar la fiabilidad.
Diseño y técnicas de fabricación
En las últimas décadas, la industria de los semiconductores ha crecido hasta alcanzar su madurez. Desarrollo MEMS se beneficia en gran medida por esta tecnología. Inicialmente, las técnicas y los materiales utilizados para integrated circuit (IC) diseño y fabricación fueron tomados directamente de los MEMS desarrollo, pero ahora muchos MEMS de fabricación específicas se están desarrollando técnicas. Sacan, micromaquinado, el grabado profundo (DRIE) y micro-moldeo son algunas de las avanzadas técnicas de fabricación MEMS. Utilizando el método micromaquinaria, varias capas de polisilicio, normalmente 1 - 100 mm de espesor, son depositados en forma una estructura tridimensional de conductores metálicos, espejos y capa aislante. UNA precisa de grabado remueve selectivamente de subrayar film (sacrificio) y dejar una capa superpuesta de película la capa estructural capaz de movimiento mecánico. Sacan se utiliza para fabricar una variedad de dispositivos MEMS en volúmenes comerciales. Capas de polisilicio y metal puede ser visto antes y después del proceso de grabado.
Micromaquinado es otro proceso muy utilizado para formar los componentes funcionales de los MEMS. UN monocristal de silicio se forma y estampadas en forma de alta precisión piezas tridimensionales como canales, engranajes, membranas, boquillas, etc. Estos componentes están integrados con otros componentes y subsistemas para producir completamente funcional MEMS.
Algunos bloques de construcción normalizados de MEMS y componentes MEMS son multi-usuario procesos MEMS (parotiditis). Estos son los fundamentos de una plataforma que está provocando un enfoque específico de la aplicación de MEMS, muy similar a la application-specific approach (ASIC), que ha sido tan exitoso en la industria de los circuitos integrados.
Todas las Redes Ópticas DWDM y MEMS
Expertos en telecomunicaciones de hoy se enfrentan a retos sin precedentes para acomodar gama cada vez mayor de servicios de banda ancha en redes de telecomunicaciones. Ancho es exponencialmente creciente demanda debido a la expansión de Internet y de los servicios habilitados. Llegada de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) ha resuelto esta escasez y tecnológico también ha cambiado la economía de red de fibra óptica.
DWDM utiliza un conjunto de longitudes de onda ópticas (o canales) de 1553 nm con espaciamiento de canal de 0.8 nm (100 GHz), cada longitud de onda puede llevar información de hasta 10 Gbps (STM 64). Más de 100 de estos canales se pueden combinar y transmitida en una sola fibra. Los esfuerzos están para exprimir los canales más y a aumentar los datos tasa de bit en cada canal. Experimentalmente, la transmisión de 80 canales, cada uno con 40 Gbits/s (equivalente a 3.2 Tbits/seg) de una sola fibra ha sido probado con éxito en una longitud de 300 km. de punto-a-punto y basada en anillos red óptica DWDM requiere un nuevo tipo de elementos de red que puede manipular las señales sobre la marcha sin una costosa O-E-O conversión. Amplificadores ópticos, filtros ópticos agregar eliminación de multiplexores, multiplexores de interconexiones ópticas y conectar son algunos de los elementos de la red. MEMS desempeña un papel importante en el diseño y desarrollo de tales elementos de la red. Vamos a debatir multiplexor óptico de inserción (OADM) y la conexión óptica (OXC) en detalle.
Avances en conmutación óptica
UNA práctica basada en MEMS interruptor óptico fue demostrado por los científicos de los laboratorios Bell en el año 1999. Funciona como un subibaja bar con espejo chapado en oro microscópicas en un extremo una tira del otro extremo de la barra hacia abajo, el levantamiento del espejo en el que se refleja la luz en el ángulo derecho. La entrada de luz, por lo tanto, se mueve de una fibra a la otra.
El éxito tecnológico es en realidad uno de los bloques de construcción de gran variedad de dispositivos y sistemas, como add/drop de longitud de onda óptica multiplexores, aprovisionamiento interruptores ópticos; cross-connect y WDM señal ecualizadores.
Multiplexor Óptico de inserción
Similar a la basada en anillos SDH/SONET redes, el todo-óptica DWDM en redes están empezando a despegar. La superioridad de la corona de red basado en red de malla ya ha sido establecido por los diseñadores de red SDH. En todos de anillo óptico, anchos (ls) puede ser reservado para fines de protección. Optical Add Drop Multiplexers (OADM) son funcionalmente similares a la SDH/SONET multiplexores Añadir gota (ADM). Un grupo de longitudes de onda seleccionadas (ls) pueden ser agregados o disminuido de una señal de luz de una longitud de onda. OADM elimina las costosas O-E-O (optical to electrical and back) conversión. UNA matriz bidimensional de interruptores ópticos como la descrita anteriormente, es utilizado para fabricar tales OADM ofrecen muy poca flexibilidad. Re-configurable Agregar Drop Multiplexers (R-OADM) por otro lado permite total flexibilidad. Cualquiera de los canales pasando por puede acceder a ella, o nuevos canales pueden ser añadidos. Onda de un canal específico se puede modificar para evitar el bloqueo. Interruptores Ópticos o OADM de este tipo se conocen como 2D o N2 cambia, porque el número de elementos de conmutación necesarios son iguales al cuadrado del número de puertos, y debido a que la luz permanece en un plano de dos dimensiones. Una de ocho puertos OADM requiere 64 micro espejos con su control en un dispositivo MEMS. Es bastante parecido a "barra transversal de conmutadores de centrales telefónicas.
Interruptores Ópticos de este tipo han sufrido severas pruebas ópticas y mecánicas. Pérdida de inserción media es inferior a 1.4 db con una excelente repetibilidad de ±0.25 db más de 1 millones de ciclos. 2D/N2 tipo de configuración OADM mayores de 32 x 32 (1024 espejos de conmutación) prácticamente ingobernable y antieconómico. Varias capas de tejidos de menor tamaño se utilizan para crear configuraciones de mayor tamaño.
La conexión óptica
La limitación de 2D tipo interruptor óptico ha sido superada por un innovador tecnología de conmutación óptica por Bell Labs. Es conocida popularmente como "Espacio libre 3-D DE LOS MEMS" o "Haz de luz". Utiliza una serie de doble eje micro-espejo como un conmutador óptico. La micro-espejo está montado en uno de los ejes de una serie de anillos y gimble, a través de un conjunto de resortes de torsión. Esta disposición permite que se mueva el espejo a lo largo de dos ejes perpendiculares en cualquier ángulo deseado. El espejo es accionado por aplicación de una fuerza electrostática en cuatro cuadrantes por debajo del espejo. La micro-unidad de espejos se replica con tecnología MEMS para formar un "interruptor" tejido de 128 o 256 micro-espejos.
Una matriz de colimado fibras de entrada está alineada a un conjunto de espejos que pueden volver a dirigir la luz mediante la inclinación del espejo en X y eje Y en el segundo conjunto de espejos colimado alineado con fibras de salida. Por fin un juego de espejo en la entrada y salida de las fibras luz deseada se puede establecer conexión. Este proceso se denomina 'haz de luz". Tiempo de conmutación de 3D de los MEMS es de menos de 10 ms y el micro-espejos son muy estables. La óptica se conecta basados en esta tecnología ofrecen varias ventajas únicas sobre la O-E-O tipo conexiones cruzadas. OXC de la más alta capacidad, ampliable, realmente los datos de velocidad de bits y el formato de datos independientes. Se encamina de manera inteligente los canales ópticos sin necesidad de costosos O-E-O conversión. Bajo consumo de energía y espacio son ventajas adicionales de la tecnología de conmutación óptica.
