《光网络实用组网技术》课件第4章.ppt

如果总共有T个终端，每个终端都拥有可调谐激光器，并且要分下WF个信号中的任意信号，这需要在波长平面开关和终端之间配置一个附加的T×WF的光开关，如图4-64所示。

若使用一个大型的非阻塞开关（关于开关的阻塞特性将在4.5.2节中介绍），则可以简单地将T个终端连接到开关的T个端口上，从而产生一个(WF+T)×(WF+T)的开关。但这种情况或多或少减少了波长平面方法的吸引力。图4-64波长平面方案中处理插入/分下终端4.5.2光开关

如前所述，在光核心的OXC中光开关是一个重要组成部分，用于实现波长的重新配置以支持新的光学通道。在OXC应用中，开关代替了手动光纤接线板。对于该应用，要求开

关器件具有毫秒量级开关时间，此应用的难点在于如何实现大型开关。光开关的应用并非仅限于此，在光网络中的光开关有许多种应用，不同的应用需要不同的开关时间和不同的开关端口数目，表4-5进行了归纳。开关的另一个重要应用是用作保

护开关，在这里开关被用来在主光纤失效时，将信息流从主光纤倒换到另一根光纤中。整个过程一般必须在几十毫秒内完成。这个时间包括检测失效的时间、将失效传达给合适的网络单元以便启动开关的时间，以及实际倒换时间。开关的倒换时间在几个毫秒的数量级。当用作波长交叉互联网络的保护开关时，所需要的开关端口可能在两个到几百个（甚至几千个）的范围变化。表4-5光开关的应用和它们需要的开关时间和端口数开关也是高速光分组交换网络中的重要元器件。在这些网络中，开关被用来基于一个包、一个包地交换信号。对于这样的应用，开关时间必须比一个包的持续时间小得多，需要使用大型的开关。例如，速率为10Gb/s的一个53字节的包（即ATM网络的一个信元）的持续时间是42ns，因此，所需要的有效操作的开关时间在几个纳秒的数量级。

开关还有一个作用是作为外部调制器，在激光器光源的前面打开或者关闭数据流。在这种情况下，开关时间必须只占比特持续时间的一小部分。所以，对于一个10Gb/s的信号（比特持续时间是100ps）的外部调制器必须有大约10ps的开关时间。除了开关时间和端口数目之外，用来描述光开关的其他的重要参数如下：

(1)一个通断开关的消光比是通状态的输出功率和断状态的输出功率的比值。这个比值应该尽可能大，在外部调制器中尤为重要。简单的机械开关的消光比在40~50dB范围，而高速的外部调制器的消光比趋近于10~25dB。

(2)开关的插入损耗是指由于开关的存在而引入的功率消耗部分，必须尽可能地小。一些开关对不同的输入/输出连接有不同的损耗。这是一个不期望的特征，因为它会增加网络中信号的动态范围。使用这样的开关，可能需要光可变衰减器（VariableOpticalAttenuator，VOA）以均衡不同路径上的损耗。损耗一致性主要是由制造开关的过程决定的，而不是由技术本身所决定。(3)开关不是完全理想的。尽管输入x名义上是与输出y相关联的，但输入x中的一部分功率有可能泄露到其他输出端中。对于一个给定的开关状态或者是互联模型，串扰是指从

期望的输入得到的输出功率与从其他所有输入得到的输出功率的比值。通常，开关的串扰被定义成在所有输出和互联模型中的最糟情况下的串扰。

(4)和其他器件一样，开关应该有较低的偏振相关损耗（PLD）。当用作外部调制器时，偏振相关性容易控制，因为开关置于紧跟着激光器的后面的位置，而激光器输出的偏振状态，可以通过使用一个特殊的偏保光纤，将光从激光器耦合进外部调制器而得到控制。图4-58可重配置的OADM结构(a)平行结构的可部分调谐OADM，使用光开关和固定波长转发器；(b)串联结构的可部分调谐OADM，使用固定波长转发器；(c)串联结构的完全可调谐OADM，使用可调谐转发器；(d)平行结构的完全可调谐OADM，使用可调谐转发器所有这些结构都只能部分地解决可重配置性问题，因为仍然需要转发器来提供与光学层的适配。转发器可分为两种不同的类型：固定波长转发器和可调谐转发器。固定波长转发器可以发射和接收一个特定的固定波长。这是当今大多数转发器的情况。另一方面，可调谐的转发器可以在任何需要的波长处发射，以及在任何需要的波长处接收。一个可调谐转发器使用一个可调谐的激光器和一个能够接收任何波长的宽带接收机。图4-58(a)和4-58(b)给出的可重配置OADM，需要事先采用固定波长转发器，以保证其在需要时可行。这导致了两个问题：首先，转发器没有被充分利用。当与其对应的波长没有分下，而是直通过OADM时，它被闲置，这个代价是很昂贵的。但是这个费用有可能可以用通过快速建立和取