10光交换技术.ppt

第10章 光交换技术 教学提示：现代通信网中，先进的光纤通信技术以其高速、带宽的明显特征而为世人瞩目。实现透明的、具有高度生存性的全光通信网是宽带通信网未来发展目标。从系统角度来看，支撑全光网络的关键技术又基本上可分为光监控技术、光交换技术、光放大技术和光处理技术几大类。而光交换技术作为全光网络系统中的一个重要支撑技术，它在全光通信系统中发挥着重要的作用，可以这样说，光交换技术的发展在某种程度上也决定了全光通信的发展。光交换技术是一项高新技术，大部分还处在实验室研究阶段，光交换技术的发展还有很长的路要走，很多未知的问题有待发现和解决。本章就各种光交换技术的概念、特点、分类，以及发展趋势进行详细地介绍。 教学要求：通过本章的学习，读者能够了解光纤通信的概念和特点，重点掌握波分光交换、时分光交换技术、空分光交换、光分组交换、光突发数据交换、光标记交换及全光通信网的原理和特点。 第10章 光交换技术 10.1 概述 10.2 波分光交换技术 10.3 时分光交换技术 10.4 码分光交换技术 10.5 光分组交换技术 10.6 光突发数据交换技术 10.7 光标记交换技术 10.8 全光通信网——智能光交换网络 10.9 小结 10.10 习题 10.1 概述 10.1.1 光交换技术的概念 10.1.2 光交换技术的特点 10.1.3 光交换技术的分类 10.1.4 光交换技术的发展 10.1.5 光交换元件 10.1.1 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。 10.1.2 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。 10.1.3 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 10.1.4 光交换技术的发展 目前市场上出现的光交换机大多数是基于光电和光机械的，随着光交换技术的不断发展和成熟，基于热学、液晶、声学、微机电技术的光交换机将会逐步被研究和开发出来。 随着液晶技术的成熟，液晶光交换机将会成为光网络系统中的一个重要设备，该交换设备主要由液晶片、极化光束分离器、成光束调相器组成，而液晶在交换机中的主要作用是旋转入射光的极化角。 10.1.5 光交换元件 1. 光开关 1) 固态波导光开关 2) 微机械光开关 3) 液晶光开关 4) 热光技术光开关 5) 全息光开关 6) 耦合波导开关 图10.1 耦合波导开关结构图 7) 衬底平面光波导开关 图10.2 硅衬底平面光波导开关 2. 波长转换器 波长转换器有多种实现方式，这里介绍一种比较简单的O/E/O(光/电/光)转换方式。当一个波长为的光信号输入时，由一个被称为光电探测器的器件把它转变为一个电信号，然后通过外调制器调制或激光器把这个电信号转换为一个波长为的输出光信号，其系统结构如图10.3所示。 图10.3 光/电/光波长转换器 3. 光存储器 光存储器的功能是存储光域的信息。 常见的光缓存结构有：可编程的并联FDL阵列、串联FDL阵列和有源光纤环路。 4. 光逻辑器件 5. 空间光调制器 10.2 波分光交换技术 10.2.1 光波分复用的基本概念 10.2.2 WDM技术的主要特点 10.2.3 WDM系统的基本结构 10.2.1 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