現(xiàn)在光纖通信和光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展得特別快，光開(kāi)關(guān)作為控制光路傳輸和轉(zhuǎn)換的核心零件，它穩(wěn)不穩(wěn)定、省不省電、耐不耐用，直接影響整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。MEMS光開(kāi)關(guān)靠著毫秒級(jí)的切換速度、能實(shí)現(xiàn)全通道任意切換的優(yōu)勢(shì)，早就成了數(shù)據(jù)中心、光纖通信系統(tǒng)這些場(chǎng)景里的關(guān)鍵設(shè)備。但問(wèn)題是，傳統(tǒng)的MEMS光開(kāi)關(guān)都靠靜電驅(qū)動(dòng)，用久了之后靜電發(fā)生裝置容易老化失靈，導(dǎo)致MEMS芯片沒(méi)法正常移動(dòng)反射光線，最后光開(kāi)關(guān)突然斷了，給行業(yè)應(yīng)用添了不少麻煩。

廣西科毅光通信科技有限公司（官網(wǎng)：www.m.xiaohuo199.com）在光通信領(lǐng)域做了好多年，一直盯著行業(yè)里的這些痛點(diǎn)。我們自主研發(fā)的節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)，靠的是創(chuàng)新的機(jī)械升降結(jié)構(gòu)，把傳統(tǒng)靜電驅(qū)動(dòng)的毛病全解決了，給光網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行提供了靠譜的方案。這篇文章就跟大家詳細(xì)說(shuō)說(shuō)這個(gè)產(chǎn)品的技術(shù)原理、核心優(yōu)勢(shì)和能用在哪些地方，帶大家看看光開(kāi)關(guān)技術(shù)到底有啥新突破。

一、行業(yè)背景：MEMS光開(kāi)關(guān)的應(yīng)用現(xiàn)狀與技術(shù)痛點(diǎn)

1.MEMS光開(kāi)關(guān)的行業(yè)定位

MEMS光開(kāi)關(guān)其實(shí)就是用微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)做出來(lái)的新型自由空間光交換設(shè)備，主要由陣列MEMS芯片和陣列多芯準(zhǔn)直器組成，能實(shí)現(xiàn)N×N全通道任意切換，讓數(shù)據(jù)在多個(gè)通道里完成全光交換。它因?yàn)轶w積小、切換速度快、插入損耗也低，所以用的地方特別廣——像光纖通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心之間的互聯(lián)、光傳輸設(shè)備的備份保護(hù)、光測(cè)試儀器這些領(lǐng)域都能用，是搭建高效、靈活光網(wǎng)絡(luò)的核心部件。

2.傳統(tǒng)技術(shù)的核心痛點(diǎn)

傳統(tǒng)MEMS光開(kāi)關(guān)的工作邏輯是這樣的：靠靜電發(fā)生裝置產(chǎn)生控制力，驅(qū)動(dòng)MEMS芯片上的小鏡子升降或者轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就能改變輸入光的傳播方向，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)功能。但實(shí)際用起來(lái)，這技術(shù)的短板特別明顯：

1.      靜電發(fā)生裝置用久了容易老化、受潮，甚至短路，最后驅(qū)動(dòng)不了了；

2.      靜電驅(qū)動(dòng)對(duì)環(huán)境的濕度、溫度特別敏感，要是環(huán)境極端一點(diǎn)，穩(wěn)定性就掉得厲害；

3.      一旦靜電裝置出故障，MEMS芯片就沒(méi)法正常移動(dòng)，光開(kāi)關(guān)直接斷了，光路也就中斷了——這對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)通信這些場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，損失可不?。?/span>

4.      而且靜電驅(qū)動(dòng)得一直耗電，不符合現(xiàn)在光通信設(shè)備往節(jié)能方向發(fā)展的趨勢(shì)。

所以行業(yè)里特別需要更穩(wěn)定、更節(jié)能、更耐用的MEMS光開(kāi)關(guān)，廣西科毅光通信的節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)，就是專(zhuān)門(mén)針對(duì)這個(gè)痛點(diǎn)做的創(chuàng)新產(chǎn)品。

二、核心技術(shù)解析：機(jī)械驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)重塑光開(kāi)關(guān)穩(wěn)定性

科毅研發(fā)的這款節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)，最核心的創(chuàng)新就是用純機(jī)械升降的驅(qū)動(dòng)方式，把傳統(tǒng)的靜電發(fā)生裝置給換掉了?？烤艿臋C(jī)械結(jié)構(gòu)讓MEMS芯片穩(wěn)定升降，從根兒上解決了靜電失靈的問(wèn)題。整個(gè)產(chǎn)品主要分兩部分：開(kāi)關(guān)本體和升降組件，這兩部分的結(jié)構(gòu)配合著工作，保證光路切換又準(zhǔn)又靠譜。

1.產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)組成

（1）開(kāi)關(guān)本體：光路傳輸核心載體

開(kāi)關(guān)本體是光信號(hào)輸入、反射、輸出的核心區(qū)域，主要有殼體、MEMS芯片、輸入頭、輸出頭這四個(gè)部件：

5.      殼體：是用高強(qiáng)度工程塑料一次成型做的，防塵、防潮效果都不錯(cuò)，能給里面的零件提供穩(wěn)定的安裝和工作環(huán)境。殼體一側(cè)還開(kāi)了滑槽，用來(lái)配合升降組件固定位置，它的結(jié)構(gòu)精度能控制到微米級(jí)，保證機(jī)械配合的時(shí)候順暢不卡殼。

6.      MEMS芯片：這是反射光的核心零件，由芯片基座和反射鏡組成。芯片基座和升降組件固定在一起，反射鏡用的是高反射率的光學(xué)玻璃，能精準(zhǔn)把輸入頭發(fā)射的光信號(hào)反射到輸出頭，讓光路通起來(lái)。

7.      輸入頭和輸出頭：都用的是標(biāo)準(zhǔn)化的光纖接口設(shè)計(jì)，跟殼體固定好之后會(huì)穿過(guò)殼體，能直接對(duì)接外部的光纖線路，保證光信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)候損耗低、穩(wěn)定性高。

（2）升降組件：機(jī)械驅(qū)動(dòng)核心單元

升降組件是讓MEMS芯片精準(zhǔn)升降的關(guān)鍵，里面包括滑動(dòng)板、固定桿、頂桿、第一彈簧和定位伸縮桿這些零件，它們配合著工作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)和定位：

8.      滑動(dòng)板：由滑動(dòng)板本體和按壓頭組成，滑動(dòng)板本體跟MEMS芯片的芯片基座固定在一起，還會(huì)穿過(guò)殼體；按壓頭在滑動(dòng)板本體遠(yuǎn)離殼體的那一側(cè)，是按人體工學(xué)設(shè)計(jì)的，用戶(hù)手動(dòng)按的時(shí)候很方便?；瑒?dòng)板一側(cè)還開(kāi)了固定槽，用來(lái)配合固定桿鎖定位置。

9.      固定桿：包含固定桿本體和第二彈簧，第二彈簧裝在滑動(dòng)板的固定槽里，固定桿本體跟第二彈簧連在一起——靠彈簧的彈力，固定桿本體能彈出來(lái)也能收回去，這樣就能把滑動(dòng)板固定住或者解鎖。

10.    頂桿：由頂桿本體和限位塊組成，頂桿本體跟殼體滑動(dòng)連接，還在滑槽里面；限位塊固定在頂桿本體遠(yuǎn)離殼體的那一側(cè)，能防止頂桿往滑槽里推太多導(dǎo)致故障。另外限位塊上還有凸起和第三彈簧，第三彈簧把凸起和殼體連起來(lái)，能讓頂桿操作完之后自動(dòng)復(fù)位。

11.    第一彈簧和定位伸縮桿：兩個(gè)第一彈簧分別裝在滑動(dòng)板和殼體之間，給滑動(dòng)板升降提供彈性驅(qū)動(dòng)力；兩個(gè)定位伸縮桿挨著第一彈簧裝，分別連接滑動(dòng)板和殼體，保證滑動(dòng)板上下動(dòng)的時(shí)候不會(huì)跑偏，讓固定槽和滑槽能精準(zhǔn)對(duì)齊。

2.工作原理：機(jī)械驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)切換過(guò)程

（1）光路導(dǎo)通（開(kāi)關(guān)開(kāi)啟）

要讓光路通的時(shí)候，用戶(hù)按一下滑動(dòng)板上的按壓頭，滑動(dòng)板本體就會(huì)在殼子里往下滑，同時(shí)把兩個(gè)第一彈簧壓縮?；瑒?dòng)板往下滑的時(shí)候，定位伸縮桿也會(huì)跟著伸縮，保證滑動(dòng)板不跑偏。等滑動(dòng)板上的固定槽和殼體上的滑槽精準(zhǔn)對(duì)齊了，固定槽里的第二彈簧就會(huì)釋放彈力，把固定桿本體彈出來(lái)——固定桿本體插進(jìn)滑槽里，滑動(dòng)板的位置就鎖定住了。這時(shí)候，跟滑動(dòng)板固定在一起的MEMS芯片也會(huì)同步降到預(yù)設(shè)位置，芯片上的反射鏡正好在輸入頭和輸出頭的光信號(hào)傳輸路徑上，輸入頭發(fā)射的光信號(hào)經(jīng)反射鏡反射后傳到輸出頭，光路就通了。

節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)整體結(jié)構(gòu)示意圖

節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)俯視圖

節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)A-A面剖視圖（內(nèi)部結(jié)構(gòu)展示）

（2）光路斷開(kāi)（開(kāi)關(guān)關(guān)閉）

要斷開(kāi)光路的時(shí)候，用戶(hù)推一下頂桿的限位塊，頂桿本體就會(huì)在滑槽里滑動(dòng)，頂桿本體的前端碰到固定桿本體之后，會(huì)把它頂回滑動(dòng)板的固定槽里——這樣滑動(dòng)板的位置鎖定就解除了。這時(shí)候，被壓縮的第一彈簧會(huì)釋放彈力，把滑動(dòng)板往上頂，滑動(dòng)板帶著MEMS芯片一起上升，反射鏡就離開(kāi)輸入頭和輸出頭的光信號(hào)傳輸路徑了，光信號(hào)沒(méi)法反射，光路就斷了。同時(shí)，頂桿會(huì)在第三彈簧的作用下自動(dòng)復(fù)位，為下次操作做好準(zhǔn)備。

節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)固定桿與頂桿配合細(xì)節(jié)圖

節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)C-C面剖視圖（MEMS芯片安裝位置）

3.技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：突破傳統(tǒng)技術(shù)瓶頸

科毅這款節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)，在技術(shù)上主要有三個(gè)核心突破：

12.    機(jī)械驅(qū)動(dòng)替代靜電驅(qū)動(dòng)：直接把傳統(tǒng)的靜電發(fā)生裝置去掉了，用純機(jī)械結(jié)構(gòu)讓MEMS芯片升降，從根兒上解決了靜電裝置老化、受潮失靈的問(wèn)題，產(chǎn)品的使用壽命和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性都提升了不少；

13.    雙重定位與復(fù)位設(shè)計(jì)：定位伸縮桿能保證滑動(dòng)板升降不跑偏，第三彈簧能讓頂桿自動(dòng)復(fù)位——這雙重保障能確保機(jī)械配合的精準(zhǔn)度，避免因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)錯(cuò)位導(dǎo)致開(kāi)關(guān)出故障；

14.    零能耗待機(jī)設(shè)計(jì)：只有在切換操作的時(shí)候，需要用戶(hù)手動(dòng)用點(diǎn)力，平時(shí)不用一直通電，比傳統(tǒng)靜電驅(qū)動(dòng)的MEMS光開(kāi)關(guān)節(jié)能90%以上，符合綠色通信的發(fā)展趨勢(shì)。

三、產(chǎn)品核心優(yōu)勢(shì)：全方位超越傳統(tǒng)光開(kāi)關(guān)

1.穩(wěn)定性更強(qiáng)：適應(yīng)復(fù)雜工作環(huán)境

這款產(chǎn)品用的是機(jī)械結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，不受溫度、濕度這些環(huán)境因素影響——哪怕在-40℃到85℃的溫度范圍里，或者相對(duì)濕度0%到95%（沒(méi)有冷凝）的環(huán)境下，都能穩(wěn)定工作。我們實(shí)際測(cè)試過(guò)，它連續(xù)切換10萬(wàn)次都沒(méi)出過(guò)故障，使用壽命能到15年以上，比傳統(tǒng)靜電驅(qū)動(dòng)MEMS光開(kāi)關(guān)的5到8年使用壽命長(zhǎng)得多。

2.節(jié)能效果顯著：降低運(yùn)維成本

它不用一直通電驅(qū)動(dòng)，只有操作的時(shí)候需要點(diǎn)人力，長(zhǎng)期用下來(lái)能大幅減少光網(wǎng)絡(luò)的能耗支出。給大家舉個(gè)例子：如果數(shù)據(jù)中心用1000臺(tái)光開(kāi)關(guān)，傳統(tǒng)靜電驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品一年大概要耗2.4萬(wàn)度電，而我們這款產(chǎn)品一年耗電量幾乎為零，光電費(fèi)一年就能省1.5萬(wàn)以上。

3.操作便捷：維護(hù)成本低

產(chǎn)品的按壓頭和頂桿都是按人體工學(xué)設(shè)計(jì)的，操作特別簡(jiǎn)單，不用專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員也能完成開(kāi)關(guān)切換。而且機(jī)械結(jié)構(gòu)的故障率特別低，后期維護(hù)只需要定期擦一擦殼體外面就行，維護(hù)成本連傳統(tǒng)產(chǎn)品的五分之一都不到。

4.兼容性強(qiáng)：適配現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

產(chǎn)品的輸入頭、輸出頭用的是標(biāo)準(zhǔn)化光纖接口設(shè)計(jì)，能直接替換傳統(tǒng)的MEMS光開(kāi)關(guān)，不用改造現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能幫用戶(hù)減少升級(jí)成本。另外它還支持N×N全通道任意切換，不同場(chǎng)景的光路傳輸需求都能滿(mǎn)足。

四、應(yīng)用場(chǎng)景：覆蓋全行業(yè)光網(wǎng)絡(luò)需求

這款節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)靠著穩(wěn)定、節(jié)能、耐用的優(yōu)勢(shì)，能用在很多場(chǎng)景里：

15.    數(shù)據(jù)中心互聯(lián)：在數(shù)據(jù)中心里當(dāng)光路切換的核心設(shè)備，保證海量數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，不至于因?yàn)楣忾_(kāi)關(guān)出問(wèn)題丟數(shù)據(jù)；

16.    光纖通信網(wǎng)絡(luò)：像長(zhǎng)途光纖通信、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)這些場(chǎng)景都能用，能實(shí)現(xiàn)光路備份保護(hù)和靈活調(diào)度；

17.    光傳輸設(shè)備測(cè)試：用來(lái)測(cè)試光模塊、光交換機(jī)這些設(shè)備的出廠性能，或者做運(yùn)維檢測(cè)——精準(zhǔn)控制光路通斷，能提高測(cè)試效率；

18.    工業(yè)控制與物聯(lián)網(wǎng)：能適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的復(fù)雜工況，給工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的光信號(hào)傳輸提供穩(wěn)定保障；

19.    醫(yī)療與科研領(lǐng)域：醫(yī)療設(shè)備、科研儀器對(duì)光路切換的精度和穩(wěn)定性要求高，這款產(chǎn)品正好能滿(mǎn)足，支持精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)和診療工作。

五、技術(shù)參數(shù)：精準(zhǔn)匹配行業(yè)需求

六、廣西科毅光通信：光通信領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新者

廣西科毅光通信科技有限公司，是專(zhuān)門(mén)做光通信器件研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，公司在光通信產(chǎn)業(yè)集中的區(qū)域，有一支研發(fā)團(tuán)隊(duì)——里面都是光學(xué)工程、微電子、機(jī)械設(shè)計(jì)這些領(lǐng)域的專(zhuān)家，從核心技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，整個(gè)流程的能力都有。

公司一直抱著“用技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)行業(yè)發(fā)展”的理念，主要做光開(kāi)關(guān)、光模塊、光纖連接器這些核心產(chǎn)品?？恐鴩?yán)格的質(zhì)量控制體系和完善的售后服務(wù)，我們的產(chǎn)品已經(jīng)用在了國(guó)內(nèi)很多電信運(yùn)營(yíng)商、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)里。如果客戶(hù)有個(gè)性化需求，我們還能提供定制化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)服務(wù)——根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，幫客戶(hù)提高光網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。

作為節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)技術(shù)的先行者，我們科毅會(huì)繼續(xù)投入研發(fā)資源，推動(dòng)光開(kāi)關(guān)技術(shù)往更穩(wěn)定、更節(jié)能、更智能的方向發(fā)展，給全球光通信行業(yè)提供高品質(zhì)的產(chǎn)品和解決方案。如果想了解更多產(chǎn)品細(xì)節(jié)，或者想咨詢(xún)合作，大家可以訪問(wèn)我們公司官網(wǎng)【www.m.xiaohuo199.com】，也可以直接聯(lián)系我們的技術(shù)顧問(wèn)。

七、寫(xiě)在最后

現(xiàn)在全光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推進(jìn)得越來(lái)越快，光開(kāi)關(guān)的穩(wěn)定性和節(jié)能性成了影響網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵。廣西科毅光通信研發(fā)的節(jié)能MEMS光開(kāi)關(guān)，靠機(jī)械驅(qū)動(dòng)技術(shù)突破了傳統(tǒng)靜電驅(qū)動(dòng)的瓶頸——不僅解決了光開(kāi)關(guān)突然斷的行業(yè)痛點(diǎn)，還實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗和長(zhǎng)壽命的雙重優(yōu)勢(shì)，給光通信行業(yè)帶來(lái)了技術(shù)革新。

未來(lái)，我們科毅會(huì)繼續(xù)在光通信核心技術(shù)上深耕，推出更多能滿(mǎn)足行業(yè)需求的創(chuàng)新產(chǎn)品，和合作伙伴一起搭建高效、穩(wěn)定、綠色的光網(wǎng)絡(luò)生態(tài)。

擇合適的光開(kāi)關(guān)等光學(xué)器件是一項(xiàng)需要綜合考量技術(shù)、性能、成本和供應(yīng)商實(shí)力的工作。希望本指南能為您提供清晰的思路。我們建議您在明確自身需求后，詳細(xì)對(duì)比關(guān)鍵參數(shù)，并優(yōu)先選擇像科毅光通信這樣技術(shù)扎實(shí)、質(zhì)量可靠、服務(wù)專(zhuān)業(yè)的合作伙伴。

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