第10章 光交换(交换原理与技术课件)

（5）具有高度的组网灵活性和可靠性。
5
交换技术 10.2 基于WDM和WR的OTN
第 10 章
光交换
• 光承载网 (OTN)
基于WDM的光纤传输链路与光交换结点可以构成如下图 所示的光承载网OTN。 交换结点 核心结点CN (N2、N3、N4、N5 )，中继转发
边缘结点EN (N1、N6 )，中继转发、对外接口
OADM的基本功能是：在实现光域透明中继转发 的同时，从输入光纤链路中分出一个或多个波长的
光 信号到本地，又从本地 插入 同样数目波长的光信
号到输出光纤链路中 去，为本地业务提 供宽带信道。
Байду номын сангаас
O
L
OADM
T
O
OADM
L
T
λs （a）线形网
λm OLT：光线路终端
本节主要介绍 OADM的几种实现 方法及工作原理。
λ s OADM
OADM
OADM λ sλ m
OADM λ m （b）环形网
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交换技术
OADM的实现方法及其工作原理
第9章 以太网交换
• 基于解复用/复用结构的OADM
如下图所示，这种结构的OADM只是波分复用器 与解复用器的背靠背组合，无需增加新的光器件。优 点是实现简单。
这种结构的OADM的缺点是：（1）在解复用器与 复用器之间的 (光纤) 连线会随着波分复用的波长数的 增加而增多；（2）不需要分插的那些波长的光信号不 能直接通过 , 也要经过解复用器和复用器的处理，其中
第10章 光交换(交换原理与技术课件 ）
交换技术
关于光交换
第 10 章
光交换
目前广泛应用的光网络是基于波分复用(WDM)与波长选路 (WR)的光承载网络(OTN)。OTN中采用的交换技术为光路交 换。光分插复用设备(OADM)和光交叉连接设备(OXC)是两种 光路交换设备。本章将在讲述WDM和OTN的基本原理之后， 着重讨论OADM和OXC的工作原理与关键技术。最后介绍光 分组交换和突发交换的概念。
交换技术
OADM的实现方法及其工作原理(续)
第9章 以太网交换
• 基于光纤光栅和光纤环行器的OADM
基于光纤光栅和光纤环行器的OADM结构如下图
所示。环行器是一种有多个端口的定向耦合器，如在
三端口环行器中，端口1输入的光信号只在端口2输
出，端口2输入的光信号只由端口3输出，端口3输入的
光信号只由端口1输出。在两个环行器之间插入多个不
同参数的 FBG，用以反射多个波长的光信号，在两个
环器行的端口3分别接上 波分复用器/解复用
环行器
1
2
FBG
环行器
1
2
器 ， 就 可 以 分 下 和 多波长输入 3
多波长输出 3
插入相应波长的光
ODMX
OMUX
监控信道
业务承载信道
…
…
λ sv
λ1 λ2
λi
λw
SDH
载波频率间隔：
200/100/50GHz； STM-N 波长间隔约为：
1 SOH
1.6/0.8/0.4nm
AU指针 LOH
9
N × 270 列 N × 261
列
载荷域
3
交换技术
光波分复用原理（续）
第 10 章
光交换
• WDM系统的基本组成
光纤波分复用系统的基本组成如下图所示。在发送端，各
路电信号经过接口电路调制到工作于不同载波频率的光发射机
上，光复用器（OMUX）组合各发射机输出的光信号，并耦合 到同一光纤上传输。复合光信号在光纤线路上传输一段距离 后，要用光放大器（OA）对光信号进行中继放大。
l1
l2
光放大器
OMUX
lW
光纤
接口
光发射机
l1 l2
ODMX
lW
接口 光接收机
光域
在接收端，光解复用器 （ODMX）分离不同波长 的光信号，分别送给光接 收机，并将光信号转换为 电信号，作进一步的处理 后从不同的接口输出。
的光滤波器会给光信
号带来一定的损伤， 从而会影响系统的传 输性能。
ODMX WDM信号
OMUX WDM信号
分出 λ s 插入
本地设备
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交换技术
OADM的实现方法及其工作原理(续)
第9章 以太网交换
• 基于光纤MZI和FBG的OADM
基于光纤马赫－曾德尔干涉仪(MZI)和光纤布喇格 光栅(FBG)构成的全光纤型OADM如下图所示。
光纤链路 多纤链路、单纤链路、波长链路 （每纤多波长）
IP SDH
N2
λ2 λ1
N1
λ1
N3
单波长网络
λ1 λ1
λ1
OTN
N4
λ1 N6 λ1 N5 λ2
IP SDH
单波长网络
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交换技术
基于WDM和WR的OTN（续）
第 10 章
光交换
• 光承载网 (OTN)
光波长通道（光路）对外承载业务，由多段波长 链路串接而成，如图中的红、紫色细实线及红色 虚线所示 。若交换结点无波长转换能力，则构成
内容：10.1 光波分复用原理 10.2 基于波分复用和波长选路的光承载网 10.3 光分插复用设备（OADM） 10.4 光交叉连接设备（OXC） 10.5 光的分组交换与突发交换
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交换技术
10.1 光波分复用原理
第 10 章
光交换
光波分复用(WDM)是在一条光波信道中用多个载波同时传 输光信号的技术，波分复用传输系统的工作波段，目前位于 1.50～1.60μm的范围内。下图给出了光载波配置示意图 。
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交换技术
光波分复用原理（续）
第 10 章
光交换
• WDM技术的主要特点
（1）利用多个载波并行传输，突破电子电路的速率 极限，减小了光纤色散的影响，充分利用了光纤 的巨大带宽资源；
（2）节省线路投资，便于实现已铺设光纤的扩容 ； （3）各波长的信道相对独立，可同时传输不同类型、
不同速率的信号；
（4）可降低对光发射机(E/O)和光接收机(O/E)器 件工作速率的要求；
MZI通常使用两个3dB定向耦合器，通过光波的干 涉原理来实现不同波长从不同的端口输出。
FBG是一种反射型光纤光栅，它只对某一个波长为 中心的很窄波长范围的光波发生反射，而不影响其它 波长的光波通过。
输入 λ 1λ 2 …λ N1
FBG atλ s
3 λs
λs 2 3dB耦合器
4 λ 1λ 2…λ N 3dB耦合器 输出 10
光路的各波长链路的波长必须一致（这一约束称 为“波长一致性限制”）；否则，不受此约束。
IP SDH
N2
λ2 λ1
N1
λ1
N3
单波长网络
λ1 λ1
λ1
OTN
N4
λ1
N6
λ1 N5 λ2
IP SDH
单波长网络
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交换技术 10.3 光分插复用设备(OADM)
第9章 以太网交换
OADM的主要应用场合是环形或线形的WDM光 网络，如下图所示。