MEMS器件将在光纤网络的发展中至关重要的作用
光纤系统在远程传输和城市网络中的快速推广应用对光纤通信器件提出了新的要求。未来的网络必须能更快地安装,能在光纤布线层通过对光功率的控制和光路连接的实时管理重新定义带宽。带宽要求的增长已经超过了摩尔定律所描述的速度（即处理器中的元件密度每18个月就增加一倍）。若布设可远程定义的光纤网络,服务商就可以为最终用户更快地提供更大的带宽,同时通过在光纤层实施分布式保护来降低运营成本。
然而光纤网络发展还需要采用新的技术。这些技术必须能提供高性能、集成多种功能、大规模的产品,而且能够很快以更低的价格大批量供货。目前一项引起广泛重视的器件制造技术是MEMS（微电子机械系统）技术,它是指用与半导体工艺相兼容的方法在硅、金属和玻璃等材料上制作微型的机械结构。所制成的光学器件具有很好的性能——低插入损耗、优良的波长平坦度和极小的串扰,而且在集成化以及元件规模（Scalability）和可靠性的提高方面有很好的前景。由于这种技术的基础是在半导体工业中经过多年验证的制造方法和工艺,因此不难断定,随着产量的增加,成本将稳步下降。
MEMS技术目前在光纤网络中所发挥的作用——特别是这一技术在提高元件规模和光纤网络的可管理性方面的潜力——正好符合运营商以更低的设备占有成本获得最优的性能和最大灵活性这一需求。
一 系统要求
象DWDM（密集波分复用）这样的技术使得服务商可以通过增加每一根光纤中的波长数来增加光纤通过的信道数。各公司已经在城市网络中引入了DWDM系统,从而以较低的价格提供带宽并支持不同的协议,包括SONET、吉兆以太网、数字视频和Escon。这些系统具有“透明地”添加或关断一条特定信道的能力,并能够对波长进行智能化管理以提高网络效率。
DWDM系统中的光学器件必须满足一整套苛刻的要求,其中包括插入损耗、极化相关损耗（PDL）,波长平坦度（在C波段和L波段分别要达到1310nm和1550nm）。信道必须在很长的距离上保持一致性,因此,任何新器件不能给信道添加相位或强度噪声,而且要保证信道间的串扰极小。器件的尺寸和功耗也必须很小,以便为用户降低设备占地面积和运营成本。
光纤网络的交换和衰减器已运用了多种器件技术,包括光机械、波导、液晶以及基于MEMS的技术。这些技术各自都有一些特点,可以在不同的应用中起到优化性能的作用。
二 衡量光纤MEMS器件的关键指标
MEMS器件具有很强的吸引力,因为设计得当的话,它们可以在任何一个波段上保证极低的功耗——这对DWDM应用来说是十分关键的。MEMS器件的全面评估应该包括五个方面：性能、功能、元件规模、可靠性和成本,参见表1。
表1
MEMS在商业应用的条件
带宽要持续增长,产量要不断增加;元件规模还要提高;要发挥该技术在提高集成度、降低成本方面的潜力。
光学性能
在关键指标方面可与其他技术所能达到的最优值相比,在次要指标方面亦可达到或优于其他技术的性能。
功能
光开关、可变光衰减器、光纤介质对准器：有可能集多种功能于一身,或在单个芯片上集成多种器件。
元件规模
适用于小规模、中规模和大规模光纤网络交换应用;所采用的半导体工艺可保证大批量生产。
可靠性
完全满足Telcordia在可靠性和寿命方面的规定。
成本因素
半导体工艺的大批量生产能力保证了经济性;光纤介质的连接将得到改善;由于组装工作量的减小,产量将会提高。
制造与标准化
在MEMS技术中大量投资,有助于缓解光纤器件供应中的瓶颈现象;在生产中采用Telcordia质量标准可以保证器件的长期性能。
