第七章光交换技术教案分析.ppt

第七章 光交换技术 目录 7.1 光交换技术概述 7.2 光交换技术的分类 7.3 光交换系统的核心器件 7.4 纯光交换技术和电交换比较 7.5 光交换技术的发展趋势 7.6 小结 7.7 习题 7.1 光交换技术的概念 光交换是指对光纤传送的光信号直接进行交换。与电子数字程控交换相比，光交换无须在光纤传输线路和交换机之间设置光端机进行光/电(O/E)和电/光(E/O)转换，而且在交换过程中，还能充分发挥光信号的高速、宽带和无电磁感应的优点。 光交换技术的特点 光交换技术具有以下几个优点： (1) 可以克服纯电子交换的容量瓶颈问题。 (2) 可以大量节省建网和网络升级成本。 (3) 可以大大提高网络的重构灵活性和生存性，以及加快网络恢复的时间。 7.2 光交换技术的分类 1. 按复用方式分类 1) 波分光交换技术 2) 时分光交换技术 3) 空分光交换技术 4) 码分复用光交换技术 5) 复合光交换技术 2. 按交换配置模式分类 1) 光路交换(OCS，Optical Circuit Switching)技术 2) 光分组交换(OPS，Optical Packet Switching)技术 3) 光突发交换(OBS，Optical Burst Switching)技术 4) 光标记分组交换(OMPLS，Optical Multi-Protocol Label Switching)技术 7.2.1 时分光交换技术 比特交换 块交换 OCDMA交换 分组时分光交换 比特交换 帧信号中的每个时隙承载着一个用户的一个比特信息，每个时隙之间的交换就是各用户信息按比特进行的交换。 块交换 块交换是以每个用户的几个连续比特信息（串或块）作为一个时隙，即取各用户信息块的长度相等来组成帧信号，对每个帧信号的时隙进行交换就能实现不同用户的比特信息块交换。 OCDMA交换 OCDMA交换是以特殊的码序列表示用户的每一个比特信息，不同用户有各自不同的码序列，彼此并不相关。 分组时分光交换 分组时分光交换不同于以上交换情况，它是对用户的分组信息进行交换。分组则由报头、净荷和保护带等部分组成。报头含有该分组的源、目的地、优先度等信息，通过对报头识别、处理来选择或改变分组的路由，实现用户信息的变换。 图10.7 典型的OTDM点对点传输系统 光时分复用的特点 OTDM技术是光纤通信的未来发展方向，它具有以下特点： (1) 传输速率大大提高。 (2) 各ONU发射的信号是周期性的光脉冲信号，只在规定的时隙内发射光脉冲序列。 (3) 大大提高系统容量。 (4) 采用光时分复用技术比较容易实现信道的按需分配。 7.2.2 波分光交换技术 光波分复用的基本概念 WDM技术的主要特点 WDM系统的基本结构 7.2.2 光波分复用的基本概念 光波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开(解复用)，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端，因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术 图10.4 波分复用系统的基本原理 7.2.2 WDM技术的主要特点? 1. 充分利用光纤的巨大带宽资源 2. 同时传输多种不同类型的信号 3. 节省线路投资 4. 降低器件的超高速要求 5. 高度的组网灵活性、经济性和可靠性 6．IP的传送通道 7.2.3 空分光交换 空分光交换是以空间不同的物理位置（称为空间子通道）最为用户光信号的传输通道，利用空分光交换功能器件改变输入与输出端用户光信号的连接通道，从而实现用户光信号的交换。这种光交换如果砸自由空间中完成，则被称为自由空间光交换。自由空间光交换是电交换中不具有的一种形式。 空分光交换结构 通过改变光信号的空间子通道实现用户光信号在空间的任意输入端到任意输出端的直接光互连。 空分光交换网络 空分光交换网络由空分光交换节点和链路组成。 其性能的好坏主要取决于构成节点的光开关（主要部件）的数量及性能的好坏、网络的拓扑和链路的长度等。 自由空间光交换 自由空间光交换实质上是空分光交换，它也同样以空间分割方式建立用户光信号的传输通道。 能充分利用光波的高速传输、并行处理优势。同时在自由空间的光互连不需要物理介质，从而减少了通道间的干扰，可充分利用空间维数扩大容量。 7.2.4 ATM光交换 ATM光交换原理 ATM光交换与前面介绍的时分、波/频、空分光交换不同，它交换的对象是光信元，光信元以ATM方式传输，光信元流是统计复用