NGN - Sistemas Micro Electro Mecnicos
DWDM utiliza un conjunto de longitudes de onda pticas (o canales) alrededor 1.553 nm con separacin entre canales de 0.8 nm(100 GHz), cada longitud de onda puede llevar informacin de hasta 10 Gbps (STM 64). Ms de 100 de estos canales se pueden combinar y transmitida en una sola fibra. Los esfuerzos estn para exprimir los canales ms y a aumentar los datos tasa de bit en cada canal. Experimentalmente, la transmisin de 80 canales, cada uno con 40 Gb/s (equivalente a 3.2 Tbits/sec) de una sola fibra ha sido probado con xito en una longitud de 300 km. de punto-a-punto y basada en anillos red ptica DWDM requiere un nuevo tipo de elementos de la red que pueden manipular las seales sobre la marcha sin una costosa O-E-O conversin. Amplificadores pticos, filtros pticos agregar eliminacin de multiplexores, multiplexores de interconexiones pticas y conectar son algunos de los elementos de la red. MEMS desempea un papel importante en el diseo y desarrollo de tales elementos de la red.
MEMS es un acrnimo de Micro Electro Mechanical Systems. Se utiliza para crear ultra-dispositivos miniaturizados, de dimensiones de unos pocos micrones a un par de centmetros de dimetro. Estos son muy similares a la IC, pero con la capacidad de integrar partes mecnicas en movimiento en el mismo sustrato. Tecnologa MEMS tiene sus races en la industria de semiconductores. Estos son fabricados con proceso de fabricacin por lotes similares a un VLSI. Un tpico MEMS es un microsistema integrado en un chip que puede incorporar piezas mecnicas mviles adems de elctricas, pticas, incluye interfases el trica, qumica y biomdica.
Funcionalmente, MEMS incluye una variedad de transudado mecanismos para convertir las seales de una forma de energa a otra.
Muchos tipos diferentes de microsensores, microactuators puede ser integrado con, procesamiento de seal, subsistemas pticos, y pertrecharse para formar un sistema completo y funcional en un chip. MEMS es la caracterstica capacidad para incluir componentes mecnicos en el mismo sustrato.
Debido al pequeo tamao, es posible usar los MEMS en los lugares donde dispositivos mecnicos son prcticamente imposibles de poner, como dentro de un vaso sanguneo del cuerpo humano. Conmutacin y el tiempo de respuesta de los dispositivos MEMS tambin es menor que las mquinas convencionales y consumen menos energa.
Aplicacin de MEMS
Hoy en da, los MEMS estn encontrando aplicacin en todas las esferas. Las telecomunicaciones, las ciencias biolgicas y los sensores son los principales beneficiarios. LOS MEMS-basada en movimiento, la aceleracin y el estrs los sensores estn siendo desplegadas masivamente en los aviones y las naves espaciales para aumentar la seguridad y fiabilidad. Pico satlites (pesa unos 250 gm) han desarrollado en las actividades de inspeccin, comunicacin y dispositivos de vigilancia. Estos utilizan sistemas basados en MEMS como carga til, as como para su control orbital. LOS MEMS se utilizan en las boquillas de las impresoras de inyeccin de tinta y cabezales de lectura/escritura de las unidades de disco duro. Sector de la automocin est utilizando MEMS en "sistemas de inyeccin de combustible y los sensores de airbag.
Los ingenieros de diseo de MEMS estn poniendo sus nuevos diseos para mejorar el rendimiento de sus productos. Reduce costes de fabricacin y el tiempo. Integracin de funciones mltiples en MEMS ofrece mayor grado de miniaturizacin, menor nmero de componentes y aumentar la fiabilidad.
Diseo y tcnicas de fabricacin
En las ltimas dcadas, la industria de los semiconductores ha crecido hasta alcanzar su madurez. Desarrollo MEMS se beneficia en gran medida por esta tecnologa. Inicialmente, las tcnicas y los materiales utilizados para integrated circuit (IC) diseo y fabricacin fueron tomados directamente de los MEMS desarrollo, pero ahora muchos MEMS de fabricacin especficas se estn desarrollando tcnicas. Sacan, micromaquinado, el grabado profundo (DRIE) y micro-moldeo son algunas de las avanzadas tcnicas de fabricacin MEMS. Utilizando el mtodo micromaquinaria, varias capas de polisilicio, normalmente 1 - 100 mm de espesor, son depositados en forma una estructura tridimensional de conductores metlicos, espejos y capa aislante. UNA precisa de grabado remueve selectivamente de subrayar film (sacrificio) y dejar una capa superpuesta de pelcula la capa estructural capaz de movimiento mecnico. Sacan se utiliza para fabricar una variedad de dispositivos MEMS en volmenes comerciales. Capas de polisilicio y metal puede ser visto antes y despus 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 precisin piezas tridimensionales como canales, engranajes, membranas, boquillas, etc. Estos componentes estn integrados con otros componentes y subsistemas para producir completamente funcional MEMS.
Algunos bloques de construccin normalizados de MEMS y componentes MEMS son multi-usuario procesos MEMS (parotiditis). Estos son los fundamentos de una plataforma que est provocando un enfoque especfico de la aplicacin 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 pticas 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 expansin de Internet y de los servicios habilitados. Llegada de multiplexacin por divisin de longitud de onda densa (DWDM) ha resuelto esta escasez y tecnolgico tambin ha cambiado la economa de red de fibra ptica.
DWDM utiliza un conjunto de longitudes de onda pticas (o canales) de 1553 nm con espaciamiento de canal de 0.8 nm (100 GHz), cada longitud de onda puede llevar informacin de hasta 10 Gbps (STM 64). Ms de 100 de estos canales se pueden combinar y transmitida en una sola fibra. Los esfuerzos estn para exprimir los canales ms y a aumentar los datos tasa de bit en cada canal. Experimentalmente, la transmisin de 80 canales, cada uno con 40 Gbits/s (equivalente a 3.2 Tbits/seg) de una sola fibra ha sido probado con xito en una longitud de 300 km. de punto-a-punto y basada en anillos red ptica DWDM requiere un nuevo tipo de elementos de red que puede manipular las seales sobre la marcha sin una costosa O-E-O conversin. Amplificadores pticos, filtros pticos agregar eliminacin de multiplexores, multiplexores de interconexiones pticas y conectar son algunos de los elementos de la red. MEMS desempea un papel importante en el diseo y desarrollo de tales elementos de la red. Vamos a debatir multiplexor ptico de insercin (OADM) y la conexin ptica (OXC) en detalle.
Avances en conmutacin ptica
UNA prctica basada en MEMS interruptor ptico fue demostrado por los cientficos de los laboratorios Bell en el ao 1999. Funciona como un subibaja bar con espejo chapado en oro microscpicas 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 ngulo derecho. La entrada de luz, por lo tanto, se mueve de una fibra a la otra.
El xito tecnolgico es en realidad uno de los bloques de construccin de gran variedad de dispositivos y sistemas, como add/drop de longitud de onda ptica multiplexores, aprovisionamiento interruptores pticos; cross-connect y WDM seal ecualizadores.
Multiplexor ptico de insercin
Similar a la basada en anillos SDH/SONET redes, el todo-ptica DWDM en redes estn empezando a despegar. La superioridad de la corona de red basado en red de malla ya ha sido establecido por los diseadores de red SDH. En todos de anillo ptico, anchos (ls) puede ser reservado para fines de proteccin. Optical Add Drop Multiplexers (OADM) son funcionalmente similares a la SDH/SONET multiplexores Aadir gota (ADM). Un grupo de longitudes de onda seleccionadas (ls) pueden ser agregados o disminuido de una seal de luz de una longitud de onda. OADM elimina las costosas O-E-O (optical to electrical and back) conversin. UNA matriz bidimensional de interruptores pticos 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 aadidos. Onda de un canal especfico se puede modificar para evitar el bloqueo. Interruptores pticos o OADM de este tipo se conocen como 2D o N2 cambia, porque el nmero de elementos de conmutacin necesarios son iguales al cuadrado del nmero 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 telefnicas.
Interruptores pticos de este tipo han sufrido severas pruebas pticas y mecnicas. Prdida de insercin media es inferior a 1.4 db con una excelente repetibilidad de 0.25 db ms de 1 millones de ciclos. 2D/N2 tipo de configuracin OADM mayores de 32 x 32 (1024 espejos de conmutacin) prcticamente ingobernable y antieconmico. Varias capas de tejidos de menor tamao se utilizan para crear configuraciones de mayor tamao.
La conexin ptica
La limitacin de 2D tipo interruptor ptico ha sido superada por un innovador tecnologa de conmutacin ptica 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 ptico. La micro-espejo est montado en uno de los ejes de una serie de anillos y gimble, a travs de un conjunto de resortes de torsin. Esta disposicin permite que se mueva el espejo a lo largo de dos ejes perpendiculares en cualquier ngulo deseado. El espejo es accionado por aplicacin de una fuerza electrosttica en cuatro cuadrantes por debajo del espejo. La micro-unidad de espejos se replica con tecnologa MEMS para formar un "interruptor" tejido de 128 o 256 micro-espejos.
Una matriz de colimado fibras de entrada est alineada a un conjunto de espejos que pueden volver a dirigir la luz mediante la inclinacin 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 conexin. Este proceso se denomina 'haz de luz". Tiempo de conmutacin de 3D de los MEMS es de menos de 10 ms y el micro-espejos son muy estables. La ptica se conecta basados en esta tecnologa ofrecen varias ventajas nicas sobre la O-E-O tipo conexiones cruzadas. OXC de la ms alta capacidad, ampliable, realmente los datos de velocidad de bits y el formato de datos independientes. Se encamina de manera inteligente los canales pticos sin necesidad de costosos O-E-O conversin. Bajo consumo de energa y espacio son ventajas adicionales de la tecnologa de conmutacin ptica.