光交换技术.详解
光交换技术
现代光纤通信技术
现代光纤通信技术
光交换技术
ห้องสมุดไป่ตู้光交换：对送来的光信号直接进行交换，无需光/电/光变换
实现全光通信的关键技术
光的“电路”交换（OCS:Optical Circuit Switching） ▪ 空分光交换 ▪ 时分光交换 ▪ 波分/频分光交换 ▪ 码分光交换
光分组交换（OPS: Optical Packet Switching） ▪ ATM光交换 ▪ IP包光交换 ▪ 光突发交换
8×8 光开关矩阵
光
光
用 户
耦 合 器
耦 合 器
监控电路
用 户
用 户
呼叫处理中心
时分光交换
▪ 时分光交换（Time Division Optical Switching）是以时分复用
为基础，用时隙互换原理来实现交换功能。
▪ 时隙互换是指把N路时分复用信号中各个时隙的信号互换位置。 ▪ 时分光交换中最核心的工作是将时分复用信号顺序地存入存储器并
复合光交换：采用两种或多种交换方式
空分光交换
▪ 空分光交换（Space Division Optical Switching）技术是指通过
控制光选通元件的通断，实现空间任意两点（点到点、一点到多点、 多点到一点）的直接光通道连接。
▪ 实现的方法是通过空间光路的转换加以实现， ▪ 关键器件：光开关及相应的光开关阵列矩阵。
将经过时隙互换操作后形成的另一时隙阵列顺序地取出。
▪ 关键器件：光开关和光存储器
... ...
1
时隙
1
2 复 12 N 分 2
接 器 N
帧
接
器
N
时分复用原理
1
通信系统中的光通信技术应用
通信系统中的光通信技术应用随着科学技术的不断发展，光通信技术在通信系统中的应用越来越广泛。
光通信技术是指通过光的传输，实现信息传递的一种技术。
相比于传统的有线通信，光通信技术具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优势。
下面我们来探讨在通信系统中光通信技术的应用情况。
一、光传输技术光传输技术是一种利用光纤传输数据的技术。
光纤是一种高效率的数据传输介质，它是利用光的传输来实现数据传输的一种技术。
光纤传输速度极快，数据传输能力强，同时光线的传播距离较长，适合用来进行长距离数据传输。
目前，光纤应用范围非常广泛，在互联网、通信、电视等产业领域得到了广泛的应用。
例如，高清电视、四K电视、智能手机等产品都离不开光传输技术。
在通信系统中，光纤作为一种传输介质，正逐渐替代传统的铜缆和无线传输。
光纤具有抗干扰能力强、传输速度快等优势，可以满足高速数据传输和广带宽应用的需求。
二、光交换技术光交换技术是指基于光传输技术的交换技术。
光交换技术是一种利用光线来进行交换的技术，它可以实现对不同数据流的高速分流和聚合。
光交换技术在通信系统中的作用非常重要。
在数据传输中，光交换技术可以将多个信号进行整合，使其在光纤中进行传输。
光交换技术的工作原理是将不同的信号转换成光脉冲，在光纤中传输，然后再将光脉冲转换成对应的电信号。
光交换技术在通信系统中的应用主要体现在交换机方面。
光交换技术在交换机中的运用可以实现多路数据的传输和集成，同时还具有较好的安全性和可靠性。
三、光放大器技术光放大器技术是一种利用光学原理实现对光信号的放大的技术。
光放大器技术可以实现信号的纯光传输，避免了传统放大器所带来的噪声干扰。
光放大器技术在通信系统中的应用非常广泛。
它可以扩展光传输距离和信号传输速率，同时实现符号误差率低、抗干扰能力强等的优点。
在数据中心和通信网络中，光放大器技术可以提高网络的可靠性和安全性，从而为用户提供了更加高效和安全的服务。
四、光模谱分析技术光模谱分析技术是一种利用光学原理进行频谱分析的技术。
第九章 光交换
交叉连接
图8.2 耦合波导开关示意结构及逻辑表示
3 硅衬底平面光波导开关
特点:是插入损耗小(0.5dB)、稳定性高、可靠性好、成本 低，适合大规模集成，不足点是响应速度较慢，1~2ms。
薄膜倒相极 A
2 1
3dB耦合器
3dB耦合器
4 3
B W 加热 (a) 器件俯视图 薄膜倒相极 A 包层
放大器 j 出射光
控制
i 入射光
激光器 探测器
i 入射光
外调制器
j 出射光
(a) 直接转换
图8.4 光波长转换器结构
(b) 调制转换
9.2.3 光存储器
光存储器是时分光交换系统的关键器件，它可实现光信号的存 储，以进行光信号的时隙交换。目前常用的光存储器有双 稳态激光二极管和光纤延迟线(FDL)两种。
从单信道的同步数字系列SDH发展到多信
道的波分复用WDM，又发展到可重构的光传 输网络TON，仅仅用了20几年的时间。
2000年，为了适应光网络的优化、路由、
保护和自愈功能发展的需求，又提出了自动 交换光网络ASON的概念，ASON是智能化的光 网络，是下一代光网络的发展方向。
WDM点亮了光网络层
第九章
光交换
9.1 概述 9.2 光交换基本器件 9.3 光交换原理 9.4 GMPLS 9.5 ASON
本章重点：光交换原理，GMPLS与MPLS 的区别及GMPLS的技术优势。 本章难点：光交换原理。 本章课时：9学时 学习本章达到的目的和要求： 1．了解光交换的基本概念、特点及基本器 件。 2．了解各种光交换的基本概念、特点及原 理。掌握OCS、OPS和OBS的特点与区别。 3．了解GMPLS的基本概念，掌握GMPLS 与MPLS的区别及GMPLS的技术优势。 4．了解ASON的基本概念、特点及其基本 组成，掌握ASON与GMPLS之间的关系。
光交换技术.详解
光分组交换方式（OPS）
对应电交换中的分组交换
18
回顾----- 其中光路交换又分为 光路交换分为
空分光交换
时分光交换
波分光交换
19
其中光分组交换有：
1 ATM光交换
2 透明光分组交换
3 光突发交换
（ OBS——Optical Burst Switching ）
20
其中ATM光交换
λ1
λ2
λ1...λ4
波长解复
用
λ3
λ4
波长变换 波长变换 波长变换
λ1
λ2 波长复用
λ3
λ1...λ4
λ4
15
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
前方高能，请注意！！
16
10.3 光分组交换技术
最难部分我都没怎么搞懂
智商不够，同王宝强
17
光交换按交换方式可分：
光路交换方式（OCS）
加电
控制电极
输入
不加电
光信号通道
输出
6
光交换的基本器件
硅衬底平面光波导开关
波导臂
1
薄膜加热器
加热
2
3dB 耦合器
相位移动
1' 2'
7
光交换的基本器件
波长转换器
λi
输入光
放大器 探测器
外调制 器
激光器
λi
输出光
8
基本器件小节
光开关是完成光交 换的最基本的功能 器件
将一系列光开关组 成一个阵列，构成 一个多级互联的网 络，在这个阵列中 完成光信号的交换。
4
2
输出 3
4 交叉状态
光交换技术分类
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光交换技术分类（大纲）一、光交换技术概述1.1光交换技术背景1.2光交换技术发展历程1.3光交换技术在我国的研究现状二、光交换技术分类2.1按交换方式分类2.1.1空分光交换2.1.2时分光交换2.1.3波分光交换2.1.4码分光交换2.2按传输距离分类2.2.1本地光交换2.2.2长途光交换2.3按网络拓扑分类2.3.1星型光交换2.3.2环型光交换2.3.3网状光交换2.3.4总线型光交换三、典型光交换技术介绍3.1光时分复用技术（OTDM）3.2光波分复用技术（WDM）3.3光码分复用技术（OCDM）3.4光交换网络技术（OAN）四、光交换技术的应用4.1通信领域4.2计算机网络领域4.3广播电视领域4.4国防军事领域五、光交换技术的发展趋势及展望5.1技术发展趋势5.2市场前景分析5.3面临的挑战与问题5.4发展展望与建议一、光交换技术概述1.1光交换技术背景随着互联网的快速发展和大数据时代的到来，通信网络面临着前所未有的挑战。
传统的光传输技术已经无法满足现代通信网络对高速、大容量和灵活性的需求。
为了提高网络的性能和效率，光交换技术应运而生。
光交换技术是一种利用光信号进行信息传输和交换的技术，它可以在光域内实现信号的切换、复用和路由，从而提高通信网络的传输速率和容量。
光交换技术架构
光交换技术架构
《光交换技术架构》
一、简介
光交换技术是一种新兴的通信技术，将脉冲光子作为通信信号在光缆上传输。
传输距离比有线通信技术更远，可以更容易实现一对多的连接。
光交换技术是各种网络技术的基础，它可以将普通的有线网络的链路转换成光信号，大大提升网络的带宽和传输性能。
二、光交换技术架构
光交换架构由光纤、光交换器、光分纤器、光路控制器和光接收器等组成。
1、光纤：光纤是一种将脉冲光子作为信号传输的介质，由一根
或多根纤维组成，其中内部含有反射镜和折射镜，可以将脉冲光子传输到目标位置。
2、光交换器：光交换器是一种设备，它可以将多个点之间的光
信号转换成另一个点的信号，实现信号的路由和分发。
3、光分纤器：光分纤器是一种将光信号分发到多个光纤的设备，它可以根据客户需求将光信号分发到多个纤维上，实现一对多的连接。
4、光路控制器：光路控制器可以根据客户需求控制光纤的信号
流向，实现信号源的分发和路由控制。
5、光接收器：光接收器是一种设备，用于接收光信号，将光信
号转换成电信号，实现信号的接收和传输。
三、总结
光交换技术是一项新兴的通信技术，通过光纤传输脉冲光子作为信号，实现信号的路由和分发，也被称作光网络技术。
它由光纤、光交换器、光分纤器、光路控制器和光接收器组成，为各种网络技术提供了基础，可以提高网络的带宽和传输性能，使网络更加稳定可靠。
光交换机中的光电转换技术与性能分析
光交换机中的光电转换技术与性能分析光交换机是一种使用光纤传输数据的网络设备，其核心功能是将光信号转换为电信号进行传输，并在目标设备处将电信号转换回光信号。
光电转换技术是实现光信号和电信号之间相互转换的关键技术之一。
在本文中，我们将对光交换机中的光电转换技术及其性能进行分析。
光电转换技术用于将光信号转换为电信号。
这一过程包括光检测和光电转换两个步骤。
光检测是指将接收到的光信号转换为电压或电流信号的过程。
在光交换机中，常用的光检测器包括光电二极管（Photodiode）和光电导二极管（Avalanche Photodiode）。
光电二极管是基于内光效应工作的半导体器件，其特点是结构简单、响应速度快；而光电导二极管则是一种特殊结构的二极管，具有更高的灵敏度和增益。
选择光检测器时需要根据具体应用场景和性能需求进行综合考虑。
光电转换是指将光检测器输出的电信号转换为光信号的过程。
光电转换器通常由电流调制器和激光器（或LED）组成。
在光交换机中，常用的电流调制技术包括直接调制和外差调制。
直接调制是指直接将电信号应用于激光器或LED的注入电流，通过改变电流大小来实现光信号的调制。
外差调制则是将电信号和激光器（或LED）的光信号通过光电混频器进行混频，在混频过程中产生新的频率信号，实现光信号的调制。
选择适合的光电转换器技术需要考虑转换效率、调制速度、功耗等因素。
在光交换机中，光电转换技术的性能对整个系统的性能有很大影响。
首先是转换效率。
转换效率越高，转换过程中的能量损耗越少，能够提高光交换机的传输效率和数据传输速度。
其次是调制速度。
光交换机的调制速度决定了数据传输的速度，较高的调制速度可以提高网络的响应能力和传输效率。
此外，光电转换器的稳定性、线性度等性能指标也需要考虑。
与光电转换技术相关的性能指标还包括光电转换器的灵敏度和动态范围。
灵敏度是指光电转换器对输入光信号的响应程度，灵敏度越高，可以接收到较弱的光信号，提高系统的灵敏度和传输距离。
通信技术课堂——光交换技术
２ 时分光交换就是在 时间 ）
轴上将复用的光信号的时间位
置 转换 成 另一 时 间位 置 其 交
４ 复合型光交换是指在一 ）
个交换 网络 中同时应用两种 以
上 的光 交换 方 式。 空分＋时分 、
器）Ｏ Ｄ Ｏ ｕａ Ａ ｄＤ ｏ 、 Ａ Ｍ（ ｐ ｃ ｄ－ ｒ ｌ ｐ Ｍｕｉ ｅｅ． ｌｐ ｘｒ光分插 复 用器） ｔｌ 是
顺 序 包容 的 ． 即 Ｏ Ｄ 是 Ａ Ｍ Ｏ Ｃ的特例 Ｘ 由于 Ｏ Ｃ和光 Ｘ 交换还在发展之 中，目前对光
换原理与现有的电子程控 交换
中的 时分 交换 系统 完全相 同， 因此它能与采用全光时分多路 复 用方 法的光传 输 系统相 匹
空分＋ 波分、 空分＋ 时分＋ 波分等 都是常用的复合光交换方式
分 的 交换 ．空 间光开 关是 光 交
长变换器是 实现波分交换的基
换中最基本的功能开关。其基
本原 理是将 光 交换 元 件组 成 门
本元件 ．前者的作用是从输入 的 多路波分光信号中选 出所需 波长的光信号 ．后者则将可变
波长 滤 波 器选 出的光信 号 变换 成适 当的 波长后 输 出
・
特 点
光交换属 于全光网络 中关
交换 的命名比较混乱 有的把
现有 的 Ｏ Ｄ ０ Ｃ 都 称 为 Ａ Ｍ、 Ｘ
光交换 系列 ．有的又称为光路
由器 所以目前的光交换大多
数 以 ＯＸ Ｃ甚 至 Ｏ Ｄ 暂 时 Ａ Ｍ
充３ － ＂
配 在这种方式下， 可以时分复 用各个光器件 ，能够减少硬件
光 网络的优点如 带宽优 势、 透 明传送、降低借 口成本等都是
通过 该技 术 体现 的 从 功 能上 划 分 ，光 交 换 、 ＯＸＣ（ ｔａ Ｏｐｉ ｌ ｃ
光交换技术
光交换技术光分组交换技术第九组：邓傲白杨王琰光交换技术08光信第九组摘要：光交换技术是指不经过任何光／电转换，在光域直接将输入光信号交换到不同的输出端。
光交换技术可分成光路光交换技术和分组光交换技术。
光路交换系统所涉及的技术有空分交换技术、时分交换技术、波分／频分交换技术、码分交换技术和复合型交换技术，其中空分交换技术包括波导空分和自由空分光交换技术。
光分组交换系统所涉及的技术主要包括：光分组交换技术，光突发交换技术，光标记分组交换技术，光子时隙路由技术等。
关键字：光交换技术光／电转换码分交换技术复合型交换技术光分组交换光突发交换技术光标记分组交换技术光子时隙路由技术正文：光交换技术是指不经过任何光／电转换，在光域直接将输入光信号交换到不同的输出端。
光交换技术可分成光路光交换技术和分组光交换技术，前者可利用OADM、OXC等设备来实现，而后者对光部件的性能要求更高。
由于目前光逻辑器件的功能还较简单，不能完成控制部分复杂的逻辑处理功能，因此国际上现有的分组光交换单元还要由电信号来控制，即所谓的电控光交换。
随着光器件技术的发展，光交换技术的最终发展趋势将是光控光交换。
光路交换系统所涉及的技术有空分交换技术、时分交换技术、波分／频分交换技术、码分交换技术和复合型交换技术，其中空分交换技术包括波导空分和自由空分光交换技术。
光分组交换系统所涉及的技术主要包括：光分组交换技术，光突发交换技术，光标记分组交换技术，光子时隙路由技术等。
课堂上老师已经讲了空分、时分、波分交换技术，下面介绍其它的光交换技术：码分光交换, 是指对进行了直接光编码和光解码的码分复用光信号在光域内进行交换的方法。
所谓码分复用, 就是靠不同的编码来区分各路原始信号, 而码分光交换则是由具有光编解码功能的光交换器将输入的某一种编码的光信号变成另一种编码的光信号进行输出, 由此来达到交换目的。
随着光码分复用(OCDMA ) 技术的发展, 码分光交换技术必将得到迅速的发展和应用。
光交换原理
光交换原理光交换是指利用光来进行信息交换和传输的技术。
在光交换系统中，光信号可以直接在光域内进行交换和传输，而不需要先将光信号转换为电信号再进行交换，这样可以大大提高交换效率和传输速度。
光交换技术是未来通信网络发展的重要方向，具有重要的理论和应用价值。
光交换系统主要包括光交换机和光交换网络。
光交换机是光交换系统的核心部件，它能够实现光信号的交换和路由。
光交换网络则是由多个光交换机组成的网络结构，能够实现光信号在网络中的传输和交换。
光交换原理主要包括光交换机的结构和工作原理。
光交换机的结构包括输入端口、输出端口和交换矩阵。
输入端口接收来自光纤的光信号，输出端口将光信号发送到目标光纤，交换矩阵则实现光信号的交换和路由。
光交换机的工作原理是通过控制交换矩阵中的开关状态来实现光信号的交换和路由。
当一个光信号需要从输入端口传输到输出端口时，交换矩阵中的开关会打开，将光信号传输到目标输出端口。
光交换原理的实现主要依赖于光交换技术。
光交换技术包括光交换机的设计和制造、光交换网络的构建和管理等方面。
光交换技术的发展对光交换原理的实现起着至关重要的作用。
随着光交换技术的不断发展，光交换原理得到了越来越广泛的应用，已经成为了未来通信网络发展的重要方向。
光交换原理的实现对通信网络的发展具有重要的意义。
光交换原理可以大大提高通信网络的传输速度和交换效率，能够满足未来通信网络对高速、大容量、低时延的需求。
光交换原理的实现还能够降低通信网络的能耗和成本，提高网络的可靠性和稳定性。
因此，光交换原理的实现对推动通信网络的发展具有重要的意义。
总之，光交换原理是利用光进行信息交换和传输的重要技术，具有重要的理论和应用价值。
光交换原理的实现主要依赖于光交换技术的发展，对通信网络的发展具有重要的意义。
随着光交换技术的不断发展，光交换原理将会得到越来越广泛的应用，成为未来通信网络发展的重要方向。
现代网络交换技术-光交换技术
图11-20 光分组交换系统结构示意图
• 光分组交换具有下列特点：
（1）交换粒度小，能与IP分组很好 地兼容。
（2）容量大、可配置、数据率和格 式透明，可支持不同类型的数据交换。
（3）提供端到端的光通道或者无连 接传输，带宽利用效率高，适应性好， 能提供各种服务。
• 光开关大致可分为半导体材料的光开关、 耦合波导光开关、M-Z干涉型热光开关、液 晶光开关、微机电系统（MEMS）开关等。
• 光开关的主要作用包括：一是将某一光纤 通道的光信号切断或接通；二是将某波长光 信号由一个光纤通道转换到另一个光纤通道； 三是将一种波长的光信号转换为另一波长的 光信号（波长转换器）。
• 目前，以电子技术为基础的现代交换系统， 无论是数字程控交换机、ATM交换机还是 高速路由器，其交换容量都受到电子器件 工作速度的限制。
• 在这种情况下，人们对光交换技术的关心 日益增长，研究和开发具有高速、大容量交 换潜力的光交换技术势在必行。
• 光交换被认为是为未来宽带通信网服务的 新一代交换技术，其优点主要集中在以下几 方面。
（1）运行速度快。 （2）光交换与光传输匹配可进一步 实现全光通信网。
（3）降低网络成本，提高可靠性。 （4）具有空间并行传输特性。
11.2 光交换器件
11.2.1 光开关
• 光开关是完成光交换最基本的功能器件。
• 光开关主要用来实现光层面上的路由选择、 波长选择、光分插复用、光交叉连接和自愈 保护等功能。
11.1
概述
11.2
光交换器件
11.3
光交换网络
11.4
光交换系统
光路交换技术
光路交换技术光路交换技术是一种基于光纤传输的高速数据交换技术，它利用光学传输介质传输数据，具有高带宽、低延迟、抗干扰等优势，被广泛应用于电信、互联网、数据中心等领域。
光路交换技术的核心是光路交换机。
光路交换机是一种专门用于光路交换的网络设备，它通过建立光路连接来实现数据的传输。
与传统的分组交换技术相比，光路交换技术在传输效率和网络性能方面具有明显优势。
光路交换技术可以通过光路的预分配和独占性使用，避免了传统分组交换中的拥塞和碰撞问题，能够实现高速、高效的数据传输。
光路交换技术的工作原理是将数据划分为固定大小的数据包，并通过光路交换机进行路由和转发。
光路交换机通过建立光路连接，将数据包从源节点传输到目标节点。
在光路交换中，数据包的传输是基于光的物理特性进行的，因此具有较低的传输延迟和较高的传输带宽。
光路交换技术的应用非常广泛。
在电信领域，光路交换技术被用于构建高速、可靠的光纤传输网络，实现语音、视频、数据等多种业务的传输。
在互联网领域，光路交换技术被用于构建高速、大容量的互联网骨干网，提供大规模的互联网接入和数据中心互联互通服务。
在数据中心领域，光路交换技术被用于构建高速、低延迟的数据传输网络，支持云计算、大数据等应用的部署和运行。
光路交换技术的发展还面临一些挑战和问题。
首先，光路交换技术需要大量的光纤资源来支持高速数据传输，光纤资源的供给和管理成为一个关键问题。
其次，光路交换技术需要高性能的光路交换设备来实现快速的路由和转发，设备的研发和制造成本较高。
此外，光路交换技术还需要支持灵活的网络配置和管理，以适应不断变化的业务需求。
为了克服这些挑战，研究人员正在积极探索新的光路交换技术和解决方案。
一方面，他们致力于提高光纤资源的利用率，减少光路交换的成本。
另一方面，他们致力于研发更加灵活、可扩展的光路交换设备，提高网络的性能和可管理性。
总的来说，光路交换技术是一种高效、可靠的数据交换技术，具有广泛的应用前景。
光交换技术
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8. 1光交换技术类型
热光交换:采用可调节热量的聚合体波导.由分布于聚合堆中的薄膜加热 元索控制。当电流通过加热器时.改变了波导分支区域内的热量分布.从 而改变折射率.这样可以将光祸合从主波导引导至目的分支波导。这种光 交换的速度可达μs级·实现体积也非常小·但介入损耗较高、串音严重、 消光率较差、耗电量较大.并需要良好的散热器。
2.空分光交换技术(SDPS ) SDPS的基本原理是将光交换组成门阵列开关，并适当控制门阵列开关，
即可在任一路输入光纤和任一输出光纤之间构成通路。因其交换元件的 不同可分为机械型、光电转换型、复合波导型、全反射型和激光二极管 门开关等，如藕合波导型交换元件妮酸钾，它是一种电光材料，具有折 射率随外界电场的变化而发生变化的光学特性。
按交换方式·光交换可分为光电路交换方式(Optical Circuit Switching, OCS)和光分组交换方式(Optical Packet Switching, OPS)·对应于电交 换中的电路交换和分组交换方式。
返回
8. 4光路交换技术
光路交换系统所涉及的技术有空分交换技术(SD)、时分交换技术(TD)、 波分/频分交换技术(WD/FD)、码分交换技术和复合型交换技术，其中空 分交换技术包括波导空分和自由空分光交换技术。其中空分交换按光矩 阵开关所使用的技术又分成两类，一是基于波导技术的波导空分，另一 个是使用自由空间光传播技术的自由空分光交换。光分组交换中，异步 传送模式是近年来广泛研究的一种方式。
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8. 1光交换技术类型
该技术可以构造多通路交换机.缺点是损耗大、热漂移量大、串音严重、 驱动电路也较昂贵。
浅析光交换技术在通信传输中的应用
、 『 广交 换 技 术 是 指 利 用 光 纤 进 行 数 据， 信 号 的 传
—
递 以完 成通 信 传 输 的技 术 ， 由于光 信 号在 处
／
Ｕ 理 过 程 中 能 够 通 过 外 界 控 制 对 信 道 进 行 分
类 ，满 足 不 同类 型 光线 的传 输 需 求 ，因此 光 交换 技 术 的应 用 领域 更 为 宽泛 ，能够 在不 同的应 用环 境 中对 多种 数据 信
鼙 赫
鹫鼍 鬈
镦￡ 鞲 鬻
移动互联 应 用研 发 ０
浅析光 交换技术在通信传输 中的应用
刘 永宽 ／华兴新 锐 通 信科 技 集 团有限公 司
１ 光 交换技 术 的含 义及特 点 １ ． １光 交换技 术 的含 义
号 的分 组光 交 换传 输 。在 搭建 分 组光 交换 的光 纤 通路 时 ， 应注 重 设置 对 数据 接 口和 输 出 口的结 构 ，如 在信 号输 出 口 的设 置 中 ，应 建立起 传 送接 头 与控 制器 的有效 连 接 ，并通 过对接 口结 构设 计 的改 进保 证 数据 内容在 传输 中 不会 因开 关的 断 开受 到扰 乱 ，保 证接 口 内部 与 外部 数据 信 号 的高度
２ 光 交换 技术 的理 论分 类分 析
信 传输 。光 路光 交换 技 术 中对通 信 信 号的 处理 通常 采用 波 长 交换 的形式 ，在 线 路 的节 点 中 ，光纤 通道 只 对应 一种 波
长 的信 息 ，这 样就 使 得 光纤 进行 数 据传 输 时能够 有 效保 证 传 输速 度 ， 并且 能够 提 升传 输 的透 明性 ，有助 于光 纤 网络 的建 立 。 ３ 光交换 技 术实 际应 用分析 光 交换 技术 在 通信 传输 的 实 际应用 中 ，按 照光 数据 信
全光通信网中的关键技术——光交换技术
换 技术 作为 全光通 信 网中的一 个重 要支 撑技术 ，在全 光通 信网 中发 挥 着重要 的作用 ，在某 种 程度上 也是决 定 了全光通 信的发 展 。
１ 光 交 换 技 术 的概 念
（ ）可以 克服纯 电子交 换 的容 量瓶 颈 问题 ； １
换模 块 中则需 要有 光存储 器 （ 光纤延 迟 存储 器 、双 如 稳态 激光 二极 管存储 器 ） 光选 通器 （ 、 如定 向复合 型 阵
列 开关 ）以进行 相应 的交换 。
３ ２ 复合 光 交 换 技 术 ．
随着通 信 网络 逐 渐向 全光平 台发展 ， 网络 的优化 、
路 由、 护和 自愈功 能在 光通 信领 域 中越来越 路
（ ）可 以大量 节省 建 网和 网络升 级成 本 。如果 采 ２ 用 全光 网技术 ，将使 网络 的运行 费用 节省 ７ ，设 备 Ｏ 费用节 省 ９ ； Ｏ （ ）可 以大 大提 高 网络 的重 构 灵 活性 和生 存 性 ， ３ 以及加 快 网络恢 复 的时 间 。
３ 光 交 换 技 术 的 分 类
和 空分 型交换 模块 构成 。它所采 用 的空分 交换模 块 与
上述 的空 分光 交换功 能块 完全相 同 ，而在 时分 型光交
户 之间的 信号 传输 与交换 全部采 用光 波技术 ，即数 据 从 源节点到 目的节点 的传输 过程 都在 光域 内进 行 。
２ 光 交 换 技 术 的 特 点
８ ４
该技术 是 指在一 个交换 网络 中 同时应用 两种 以上 的光 交换方 式 。例如 ，在波分 技术 的基 础上 设计 大规
《 代 电子技 术 》 ０ ２年 第 ５期 总第１ ６期 现 ２０ ３
光交换技术
2.1 传感器的基本概念
随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用, 传感器的信号调理与转 换电路可安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上, 构成集成传感器(如美国ADI 公司生产的AD22100 型模拟集成温度传感 器)。此外, 信号调理与转换电路以及传感器工作时必须有辅助电源。传 感器的组成如图2.1 -1 所示。
光机械交换:通过移动光纤终端或棱镜将光线引导或反射到输出光纤.原 理十分简单.成本也较低.但只能实现ms级的交换速度。
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8. 1光交换技术类型
热光交换:采用可调节热量的聚合体波导.由分布于聚合堆中的薄膜加热 元索控制。当电流通过加热器时.改变了波导分支区域内的热量分布.从 而改变折射率.这样可以将光祸合从主波导引导至目的分支波导。这种光 交换的速度可达μs级·实现体积也非常小·但介入损耗较高、串音严重、 消光率较差、耗电量较大.并需要良好的散热器。
这种光交换实现起来比较容易.插入损耗低、串音低、消光好、偏振和基 于波长的损耗也非常低.对不同环境的适应能力良好.功率和控制电压较 低.并具有闭锁功能;缺点是交换速度只能达到ms级。
光标记交换技术:是指利用各种方法在光包上打上标记.即把光包的包头 地址信号用各种方法打在光包上.这样在光交换节点上根据光标记来实现 全光交换。基于这种原理实现的光交换称为光标记交换OLS (Optical Label Switch) 。
按交换方式·光交换可分为光电路交换方式(Optical Circuit Switching, OCS)和光分组交换方式(Optical Packet Switching, OPS)·对应于电交 换中的电路交换和分组交换方式。
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8. 4光路交换技术
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复用/解复用
在适当的光波上传输
讲述的是一份快递从打包到加地址到发送的过程
26
OBS——Optical Burst Switching
OBS基本概念 突发（Burst） 偏置时间 JET协议
并没有搞懂是什么鬼！
27
OBS节点结构模型
28
OBS控制分组结构图
标签
波长ID
Cos
偏置时间
突发大小
……
1
……
……
N
……
输 入 接 口
输 出 接 口
……
N
解复用器
光存储器
复用器
波长变换器
22
光分组交换的帧格式
光时隙
固定持续时间 保 护 时 隙 保 护 时 隙 固定持 续时间 保 护 时 隙
载荷
分组头
23
交换中的竞争问题：
光分组缓存 在光存储器
波长转换 波长来解决
偏转路由器 改变分组在
中进行延时
CRC
帧间隔
同步
控制分组
帧间隔
Cos：服务类别
29
10.4 光交换的发展现状和前景 ☼钱（前）景：
一片大好
30
。。。。。。。。。。。。。
祝大家钱程步步高升
31
提前6.1节日快乐！
32
20
其中ATM光交换
ATM光交换是对ATM信元进行交换的技术。
ATM光交换遵循电信号领域
ATM交换的基本原理：
采用波分复用、电或光缓冲技术，先对信元波长进行 选路，依照信元的波长，将信元选路到输出端口的 光缓冲存储器中
21
OPS——光分组交换方式
OPS节点结构模型
交换控制单元
1
……
交换矩阵
10、光交换技术
1
主要内容 10.1 10.2
光交换概述
02 光交换原理
10.3. 光分组交换技术
10.4
04 发展现状和前景
2
10.1、光交换概述
光交换的产生
1.客户的需求 2.满足需求
3.速度提升
并没有！
3
10.1、光交换概述
光交换特点
1、 由于光交换不涉及到电信号，所以不会受到电子器件处理速度的 制约，与高速的光纤传输速率匹配，可以实现网络的高速率。
来解决
交换矩阵中
的路由来解 决
24
OPS网络参考模型
高层
OTP层
透明光传输层
OTP层：光透明分组层
25
光透明分组层（OTP）的参考结构模型
IP包头处理 路由 IP数据报分段(如果需要)和转发
IP数据报处理 和路由
数据速率适配 OTP分组头产生
DCSL NSL LSL WCSL
光分组产生、复 用和在光纤中传 送
14
波分光交换
λ1 波长变换 λ2 λ1...λ4 波长变换 波长解复 用 λ3 波长变换 λ4
λ1
λ2 λ1...λ4 λ3 波长复用
λ4
15
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
前方高能，请注意！！
16
10.3 光分组交换技术
最难部分我都没怎么搞懂
智商不够，同王宝强
17
光交换按交换方式可分：
光路交换方式（OCS）
对应电交换中的电路交换
光分组交换方式（OPS）
对应电交换中的分组交换
18
回顾----- 其中光路交换又分为
光路交换分为
空分光交换
时分光交换
波分光交换
19
其中光分组交换有：
1
ATM光交换
2 3
透明光分组交换
光突发交换 （ OBS——Optical Burst Switching ）
加电
控制电极
不加电
光信号通道
输入
输出
6
光交换的基本器件
硅衬底平面光波导开关
薄膜加热器 波导臂
1 1'
加热
2
2'
3dB 耦合器
相位移动
7
光交换的基本器件
波长转换器
放大器
λi
探测器 输入光 外调制 器
λi
输出光
激光器
8
基本器件小节
光开关是完成光交 换的最基本的功能
器件
将一系列光开关组 成一个阵列，构成 一个多级互联的网 络，在这个阵列中 完 成 光 信 号的 交 换 。
9
10.2 光交换原理
光交换分为
空分光交换
时分光交换
波分光交换
10
空分光交换
空分光交换的基本原理:
就是利用光开关组成开关矩阵，通过对开关 矩阵进行控制，建立任一输入光纤到任一输出 光纤之间的物理通路连接。
(说白了，就是在空间区域上对光信号进行交换)
11
空分光交换
输入 1
输出
3
输入
1
输出
3
2 平行状态
（不受影响）
2、光交换根据波长来对信号进行路由和选路，与通信采用的协议、 数据格式和传输速率无关，可以实现透明的数据传输。
Байду номын сангаас
（透明传输）
3、光交换可以保证网络的稳定性，提供灵活的信息路由手段。
（稳定灵活）
4
光交换的基本器件
半导体光放大器
半导体光放大器
光输入
0
控制电流
光输出
5
光交换的基本器件
耦合波导开关
4
2 交叉状态
4
12
时分光交换
1 1 2 3
分路
1 延迟
复用
3 2
1
2
2 延迟 3 延迟 3
输入
输出
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波分光交换
其基本 原理 是： 通过改变输入光信号的波长 ，把某个波长的光信号变换成另一个波长的光信号输出。
波分光交换模块由
波长复用器/去复用器、
波长选择空间开关和
波长变换器（波长开关）组成。