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近年来,基于可重构分插复用器(ROADM)节点的全光网络发展迅速,为了实现更灵活的网络结构,要求下一代ROADM拥有波长无关、方向无关、无竞争的特性,简称为CDC ROADM。传统的CDC ROADM中基于组播交换机的上/下路模块成本高昂、体积庞大,严重制约了CDC ROADM的应用规模。本文设计了一种可用于高维CDC ROADM上/下路模块的M×N端口波长选择开关(WSS),以两个大规模二维MEMS微反射镜阵列为核心实现波长选择和光路调节,并对其控制系统进行了深入研究。 根据WSS系统中MEMS微反射镜的高数量、静电扭臂式驱动等特性,在尺寸受限的电路板上集成多片DH9685A芯片和数百路高压输出通道,以预留通信接口的方式,实现人机通信和系统拓展,最终完成了一个体积小、通道多、可拓展的WSS硬件电路系统设计与实现。 基于上述WSS硬件控制电路,制定了大规模MEMS微镜阵列的控制协议,设计了一种可随硬件系统拓展的软件架构,并以模块化设计的思想完成了WSS控制软件的方案设计和代码编写。控制软件通过了功能性、可靠性及完备性测试,可作为WSS系统的枢纽,控制WSS硬件控制电路驱动MEMS微镜阵列,实现WSS系统的智能控制。 搭建基于MEMS技术的3×36端口WSS系统,验证了控制系统的功能,并对WSS的关键性能进行了测试与分析。最终得出本文设计的WSS信道间隔为50GHz、0.5dB带宽大于20GHz,3dB带宽大于35GHz,信道插入损耗小于6.35dB,隔离度大于30dB。表明该WSS具有集成度高、性能优异、损耗小、抗干扰能力强等优点,作为CDC ROADM上/下路模块中的关键器件,可有效降低其成本与体积。