武汉嘉迅光电：1xN MEMS OSW Hitless解决方案探讨

2/18/2020,1xN Mems OSW被广泛应用到光传输系统中，某些场景会要求Hitless，即Mems OSW在进行通道切换的过程中非目标通道不允许探测到信号光，即非目标通道不能受到信号光冲击（一般冲击都是瞬时的）。
实现Hitless需涉及到算法控制，因此只有带电路板的模块才能支持Hitless功能。武汉嘉迅光电对1xN Mems OSW的Hitless提出了几种解决方案，从1x4到1x64全面支持Hitless 功能。

   在Mems OSW的同轴设计方案原理图上模拟切换过程，从通道1切换到通道N，由于出射的信号光经过了非目标通道的插针，从而从导致非目标通道会瞬时探测到信号光，即受到瞬态光冲击。



   换个姿势来看上述过程，从多芯插针的视角观察，Mems芯片从起始通道电压加到目标通道电压，信号光会从起始通道插针直线移动到目标通道插针，这个直线路径上会经过2个非目标通道的插针，从而导致这2个非目标通道会受到信号光冲击。



   光器件模块有个解决问题的指导方针，软件算法优先级 > 硬件设计优先级 > 光学设计优先级，从优先级最低的思路反过来依次讨论。

【新光学设计方案】
思路1：设计一个新的光路，多芯插针不再成矩阵，而是一排，因Mems芯片有2个转动轴向，一个轴向用于对应通道，另一个轴向用于切换时的路径规避，即可实现Hitless功能。



优点：完美解决切换冲击问题。
缺点：光路全新设计，不兼容，改动巨大。

【硬件设计方案】
思路2：前置1个1x1 Mems OSW，切换过程按执行以下步骤：
1、关闭前置1x1 Mems OSW，使光路完全阻断
2、转动1xN Mems OSW的Mems芯片，因光路阻断，所有通道均无光
3、打开前置1x1 Mems OSW，使光路畅通



优点：简单易行。
缺点：增加器件和体积，增加控制复杂度，增加IL，权宜之计。

【软件算法方案，以1x8 Mems OSW为例】
思路3-1：算法1，16芯插针，在多芯插针的间歇中找到一个公共路径，需通过各通道的安全电压验证。通道切换时通过公共路径行进。



优点：有剩余15芯供挑选出8个通道。
缺点：多芯插针的均匀性问题，间隙的公共路径不一定存在。

思路3-2：算法2，16芯插针，去掉COM，剩余15芯插针最多征用7芯，找到一个公共路径，需通过各通道的安全电压验证。通道切换时通过公共路径行进。



优点：路径间隙更大，找到公共路径可能性高于算法1。
缺点：只剩8芯，可能不好挑选。

思路3-3：算法3，25芯插针，去掉COM，剩余24芯插针最多征用11芯，找到一个公共路径，需通过各通道的安全电压验证。通道切换时通过公共路径行进。



优点：算法2的扩展，找到公共路径可能性更高，同时剩余13芯供挑选，成品率很高。
缺点：需要采用更多芯数的多芯插针。