光通訊芯片及光器件 / 光通訊芯片及光器件
光通訊芯片及光器件
（1）波長選擇開關（WSS）
波長選擇開關（WSS，Wavelength Selective Switch），是可重構的光波分復用器（ROADM，Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexing）的核心關鍵模組，其對ROADM設備的重要性相當于PC的CPU，ROADM根據使用場景和規格不同，需要多個WSS器件。ROADM作為全光網重要的組成部分之一，可以給光網絡帶來靈活可變、降低功耗和成本、充分利用網絡空閑資源等優勢，在低時延傳輸與交換的技術實現上，基于WSS技術的ROADM已經成為業界重要的技術實現方式。
典型ROADM結構
（2）用于WSS的LCOS芯片
目前，隨著光纖通信技術的演進，對基于WSS實現的ROADM設備提出了更高的要求，CDC-F （方向無關、波長無關、競爭無關、支持靈活帶寬）ROADM愈發重要，而基于LCOS實現的WSS由于其高靈活性已成為主流方案。
WSS的技術方案主要有三種：MEMS、LCOS、LC，三者技術特點對比如下：
| 序號 | 技術方案 | 特點 | Flexgrid | 應用前景 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | MEMS | 光路簡單，損耗小，端口擴展性好。 | 不支持 | 有限應用 |
| 2 | LCOS | 光路復雜，損耗大，端口擴展性好。 | 支持 | 主流方案 |
| 3 | LC | 光路復雜，損耗小，端口擴展性差。 | 支持 | 有限應用 |
基于LCOS的WSS深刻地影響了ROADM系統的設計。過去基于MEMS的WSS需要提前定義好每個通道的間隔（例如100 GHz或者50 GHz），之后無法進行改變。但是 LCOS 上的百萬級別的像素可以任意改變每個通道的間隔，在超100 Gbit/s時代充分利用了頻率資源提高頻譜效率，開啟了靈活柵格的時代。
通過LCOS技術實現WSS方案靈活性相當高，在相位改變改變光方向的同時，還可以通過相位調節來矯正色散，此外除了補償色散，靠調相還可以做很多事情，比如用于脈沖整形等等，除此以外，基于LCOS的WSS還有著以下明顯優點：靈活的頻譜覆蓋范圍，自適應對準以及穩定性。采用LCOS技術實現的M×N WSS，屬于第三代ROADM，是當前的研究熱點，旨在增加端口數和提高性能，備受關注。
LCOS 芯片
（3）基于LCOS的WSS在5G中的應用
5G對光通信發展的帶來了新機遇和挑戰。光纖、光模塊、光接入網絡系統等整個產業都會因5G建設而受益，5G架構使回傳/中傳/前傳容量擴大幾十倍，達數十上百Gbps級。在5G網絡建設過程中，5G基站解決了高速接入問題，但5G的低時延要求仍需光纖網絡的升級擴容才能支持。為提升網絡配置效率、降低時延，要求新一代光網絡是智能化彈性光網絡，可基于SDN（Software?Defined?Network，軟件定義網絡）實現網絡重構，SDN網絡可以根據軟件設置進行重新配置，免除手動操作，可通過ROADM實現。光纖網絡升級重點是城域網，目前的城域網主要基于FOADM（固定光分插復用器）技術，用于骨干網的ROADM技術將從骨干網下沉至城域網，將給ROADM及其核心器件WSS帶來爆發式增長的市場需求。
隨著5G對全光網要求的提高，能提供高端口數、靈活帶寬的LCOS WSS成為主流，主要是因為其靈活性相當高，具有靈活的頻譜覆蓋范圍、自適應對準能力以及高穩定性。但高端口WSS（1X32，1X64及以上）僅剩LCOS一種技術以及極其有限的幾家供應商。