NGN - Micro Eletro Sistemas Mecânicos
DWDM usa um grupo dos comprimentos de onda óticos (ou dos canais) ao redor 1.553 nanômetro com afastamento de canal de 0,8 nanômetros (100 gigahertz), cada comprimento de onda pode levar a informação até 10 Gbps (STM 64). Mais de 100 tais canais podem ser combinados e transmitido em uma única fibra. Os esforços estão ligada espremer os canais mais adicionais e aumentar a taxa de bocado dos dados em cada canal. Experimentalmente, a transmissão de 80 canais, cada os 40 Gbps levando (equivalentes a 3,2 Tbits/segundo) em uma única fibra foi testada com sucesso sobre um comprimento de 300 quilômetros. O desenvolvimento da rede ótica ponto a ponto e anel-baseada de DWDM exige um tipo mais novo de elementos de rede que podem manipular sinais na corrida sem uma conversão cara de O-E-O. Os amplificadores óticos, filtros, óticos adicionam multiplexers da gota, desmultiplexador e a cruz ótica conecta é alguns de elementos de rede essenciais. MEMS joga um papel importante no projeto e no desenvolvimento de tais elementos de rede.
MEMS é um acrônimo para Micro Electro Mechanical Systems. É usado para criar dispositivos ultra-miniaturizados, tendo dimensões de alguns mícrons a um par centímetros transversalmente. Estes são bastante similares a IC mas com uma capacidade para integrar partes mecânicas móveis na mesma carcaça. A tecnologia de MEMS tem suas raizes na indústria do semicondutor. Estes são fabricados usando o processo da fabricação do grupo similar a um VLSI. Um MEMS típico é um microsistema integrado em uma microplaqueta que possa incorporar as peças mecânicas móveis além do que elementos bondes, óticos, fluidic, químicos e biomedicáveis.
Funcionalmente, MEMS inclui uma variedade de mecanismos do transudation para converter sinais de um formulário de energia a outro.
Muitos tipos diferentes de microsensors, microactuators podem ser integrados com, tratamento dos sinais, subsistemas óticos, e microcomputing para formar um sistema funcional completo em uma microplaqueta. A capacidade característica de MEMS é incluir partes mecânicas móveis na mesma carcaça.
Devido ao tamanho pequeno, é possível usar MEMS nos lugares onde os dispositivos mecânicos são virtualmente impossíveis de pôr; como, dentro de um vaso sanguíneo de um corpo humano. O interruptor e o tempo de resposta de dispositivos de MEMS são igualmente menos do que as máquinas e convencionais consomem pouco poder.
Aplicação de MEMS
Hoje, MEMS estão encontrando a aplicação em cada esfera. A telecomunicação, as bio ciências e os sensores são os beneficiários principais. os sensores MEMS-baseados do movimento, da aceleração e do esforço estão sendo distribuídos maciçamente nos aviões e na nave espacial para aumentar a segurança e a confiança. Os satélites de Pico (que pesam gm aproximadamente 250) são desenvolvidos como dispositivos da inspeção, da comunicação e da fiscalização. Este o uso MEMS-baseou sistemas como a carga útil assim como para seu controle orbital. MEMS são usados nos bocais das impressoras a jato de tinta, e nas cabeças de leitura/gravação de movimentações de disco rígido. A indústria automóvel está usando MEMS da “em sistemas injeção” e em sensores da bolsa a ar.
Os coordenadores de projeto estão pondo MEMS em seus projetos novos para melhorar o desempenho de seus produtos. Reduz o custo de fabrico e o tempo. Os coordenadores de projeto estão pondo MEMS em seus projetos novos para melhorar o desempenho de seus produtos. Reduz o custo de fabrico e o tempo.
Técnicas do projeto e da fabricação
Nas últimas décadas, a indústria do semicondutor veio sua maturidade. O desenvolvimento de MEMS é beneficiado pela maior parte por esta tecnologia. Inicialmente, as técnicas e os materiais usados para o projeto e a fabricação do circuito integrado (IC) foram pedidos diretamente para o desenvolvimento de MEMS, mas muitas técnicas MEMS-específicas da fabricação estão sendo desenvolvidas agora. Micromachining de superfície, micromachining maioria, gravura a água-forte de íon reativa profunda (DRIE) e o micro-molde são algumas das técnicas avançadas da fabricação de MEMS. Usando o método micromachining, as várias camadas de polysilicon, tipicamente 1-100 milímetros grosso, são depositadas para formar uma estrutura tridimensional que tem condutores do metal, espelhos e camadas da isolação. Um processo preciso gravura a água-forte remove seletivamente um filme de sublinhação (camada sacrificial) que sae de um filme de cobertura referido como a camada estrutural capaz do movimento mecânico. Micromachining de superfície é usado para fabricar uma variedade de dispositivos de MEMS em volumes comerciais. As camadas de polysilicon e de metal podem ser consideradas antes e depois de que o processo gravura a água-forte.
Micromachining maioria é um outro processo amplamente utilizado para formar componentes funcionais para MEMS. Um único cristal do silicone é modelado e dado forma para fazer partes tridimensionais da elevada precisão como os canais, as engrenagens, as membranas, os bocais, etc. Estes componentes são integrados com outros peças e subsistemas para produzir MEMS completamente funcional.
Alguns blocos de apartamentos estandardizados para MEMS que processam e componentes de MEMS são processos do multi-usuário MEMS (papeira). Estas são a fundação de uma plataforma que esteja conduzindo a uma aproximação característica da aplicação a MEMS, muito similar à aproximação característica da aplicação (ASIC), que foi tão bem sucedida na indústria do circuito integrado.
Todas as redes de DWDM e MEMS óticos
Os peritos de telecomunicação de hoje estão enfrentando desafio inaudito para acomodar a disposição deexpansão de serviços altos da largura de banda em redes de telecomunicação. A procura da largura de banda é exponencialmente aumentar devido à expansão do Internet e de serviços Internet-permitidos. A chegada da multiplexação de divisão de comprimento de onda densa (DWDM) resolveu esta escassez tecnologico e mudou completamente a economia da rede ótica do núcleo.
DWDM usa um grupo dos comprimentos de onda óticos (ou dos canais) por volta de 1553 nanômetro com afastamento de canal de 0,8 nanômetros (100 gigahertz), cada comprimento de onda pode levar a informação até 10 Gbps (STM 64). Mais de 100 tais canais podem ser combinados e transmitido em uma única fibra. Os esforços estão ligada espremer os canais mais adicionais e aumentar a taxa de bocado dos dados em cada canal. Experimentalmente, a transmissão de 80 canais, cada 40 Gbits levando/segundo (equivalente a 3,2 Tbits/segundo) em uma única fibra foi testada com sucesso sobre um comprimento de 300 quilômetros. O desenvolvimento da rede ótica ponto a ponto e anel-baseada de DWDM exige um tipo mais novo de elementos de rede que podem manipular sinais na corrida sem uma conversão cara de O-E-O. Os amplificadores óticos, filtros, óticos adicionam multiplexers da gota, desmultiplexador e a cruz ótica conecta é alguns de elementos de rede essenciais. MEMS joga um papel importante no projeto e no desenvolvimento de tais elementos de rede. Nós discutiremos ótico adicionamos a gota Mux (OADM) e a cruz ótica conecta (OXC) em detalhe.
Descoberta no interruptor ótico
Um interruptor ótico MEMS-baseado prático foi demonstrado por cientistas em laboratórios de Bell durante o ano 1999. Funciona como uma barra da balancê que tem o espelho microscópico chapeado ouro em uma extremidade. Uma força eletrostática puxa a outra extremidade da barra para baixo, levantando o espelho que reflete a luz em um ângulo direito. A luz entrante move-se assim de uma fibra para a outro.
O sucesso tecnologico é de fato um bloco de apartamentos de variedade de dispositivos e os sistemas, tais como o comprimento de onda adicionam/multiplexers da gota, os interruptores óticos do abastecimento; ótico cruz-conecte e do sinal do WDM equalizadores.
Ótico adicione o Multiplexer da gota
Similar às redes anel-baseadas de SDH/SONET, as redes DWDM-baseadas todo-óticas estão começando a decolar. A superioridade da rede anel-baseada sobre a rede de malha tem sido estabelecida já por desenhistas da rede do SDH. No anel todo-ótico, as larguras de banda (ls) podem ser reservados para a finalidade da proteção. Optical Add Drop Multiplexers (OADM) seja funcionalmente similar ao SDH/SONET Add Drop Multiplexers (ADM). Um grupo dos comprimentos de onda selecionados (ls) pode ser adicionado ou deixado cair de um sinal claro do multi comprimento de onda. OADM elimina a conversão cara de O-E-O (ótico a bonde e a traseiro). Uma matriz bidimensional de interruptores óticos é usada como descrito acima para fabricar tal flexibilidade muito pequena da oferta de OADM. Re-configurável adicione os Multiplexers da gota (R-OADM) por outro lado permite a flexibilidade completa. Algum do canal que passa completamente pode ser alcançado, deixado cair ou os canais novos podem ser adicionados. O comprimento de onda de um canal específico pode ser mudado para evitar obstruir. Os interruptores óticos ou OADM deste tipo são sabidos como 2D ou interruptores do N2, porque o número de elementos de interruptor exigidos é igual ao quadrado do número de portos, e porque a luz permanece em um plano de duas dimensões somente. Um oito-porto OADM exige 64 micro espelhos individuais com seu controle em um dispositivo de MEMS. É bastante similar “aos interruptores da barra transversal” usados em centrais.
Os interruptores óticos deste tipo submeteram-se a testes mecânicos e óticos estritos. A perda de inserção média é menos de DB 1,4 com repetibilidade excelente de ±0.25db sobre 1 milhão ciclos. 2D/N2 o tipo OADM que tem a configuração maior de 32 x 32 (1024 espelhos de comutação) torna-se praticamente incontrolável e desperdiçador. As camadas múltiplas de telas do interruptor menor são usadas para criar configurações maiores.
A cruz ótica conecta
A limitação do 2D tipo interruptor ótico foi superada pelo contudo pela tecnologia inovativa do interruptor ótico por laboratórios de Bell. Sabe-se popularmente como “o espaço livre MEMS 3-D” ou “a direção do feixe luminoso”. Usa uma série de micro-espelho duplo da linha central como um interruptor ótico. O micro-espelho é montado em uma da linha central de um grupo de anéis gimble entrelaçados, através de um grupo de molas de torsão. Este arranjo permite que o espelho mova-se ao longo de dois machados perpendiculares em todo o ângulo desejado. O espelho é atuado pela força eletrostática aplicada em quatro quadrantes abaixo do espelho. A unidade completa do micro-espelho replicated usando a tecnologia de MEMS para formar do “uma tela interruptor” de 128 ou 256 micro-espelhos.
Uma disposição de fibras colimadas da entrada é alinhada a um grupo de espelhos que podem reorientar a luz inclinando o espelho em X e em Y-linha central ao segundo grupo de espelhos alinhados às fibras colimadas da saída. Precisamente apontando um grupo de espelho nas fibras da entrada e da saída uma conexão clara desejada pode ser feita. Este processo é chamado “direção do feixe luminoso”. O tempo do interruptor do interruptor de 3D MEMS é menos da Senhora 10 e os micro-espelhos são extremamente estáveis. A cruz ótica conecta baseado nesta oferta que da tecnologia as várias vantagens originais sobre o tipo cruz de O-E-O conectam. OXC são do de alta capacidade, evolutivo, verdadeiramente dos dados bit rate e do independente do formato de dados. Distribui inteligentemente os canais óticos sem conversão cara de O-E-O. O baixo consumo da pegada e da potência é vantagens adicionais da tecnologia todo-ótica do interruptor.
