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1、現(xiàn)代通信中的 光交換技術(shù)北京郵電大學余重秀2006年3月講授內(nèi)容引言國內(nèi)外發(fā)展概況光交換中的光技術(shù)光交換方式與系統(tǒng)光分組交換與光子IP路由光子交換新進展現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)一、引言1.通信交換發(fā)展進程人工交換機?步進式交換機?縱橫交換機?程控交換機?數(shù)字程控交換機?光交換?現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)2.光交換問題的提出OpticalCommunicationTelecommunicationsNetworks&ServicesTelecommunicationsSwitchingOpticalComputin
2、gAdvancedPhotolectronnicsPhotonicsInSwitchingInternetNetworks&Services現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)3.光交換基本內(nèi)容及特點光交換研究光交換機制光交換器件光交換方式光交換系統(tǒng)特點（1）寬帶性（大于1Tb/s）（2）高速、并行處理（3）抗擾性（4）光交換與傳輸系統(tǒng)的匹配性好（5）透明性－－便于擴展業(yè)務(wù)（6）功耗?。?）成本低（8）便于集成現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)4.通信光交換的發(fā)展兩個階段：第一階段：電控光交換——近期技術(shù)第二階段：光控光交換——遠期
3、技術(shù)（全盤光化的交換技術(shù)）現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)二、國內(nèi)外發(fā)展概況1.國外：（1）理論研究（2）器件研究（3）光交換方式、系統(tǒng)研究2.國內(nèi)：（1）跟蹤國際研究水平，發(fā)展光開關(guān)、光調(diào)制器等器件（2）光、電技術(shù)結(jié)合研究光交換系統(tǒng)（3）國家863計劃：ATM、ASON等光交換技術(shù)3.現(xiàn)狀：（1）處于探索研究階段（2）國際專題研討會：多次（3）實用化問題：預計21世紀中期推出商品化光交換機現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)三、光交換中的光技術(shù)1、光交換器件技術(shù)2、調(diào)制（編碼、解碼等）3、光互連4、光放大5、光復用／解復用6、光
4、濾波、光整形、定時、光均衡等7、光的相關(guān)識別8、波長/頻率轉(zhuǎn)換、波長動態(tài)尋址9、光計算等現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)四、光交換方式與系統(tǒng)按功能分：光交換網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)光電按交換方式：光路交換分組交換空分交換時分交換自由空間光交換波/頻分光交換ATM光交換現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)1.空分光交換（1）定義：空間分割——以空間的不同位置建立信息傳輸子通道按需要控制光開關(guān)，實現(xiàn)用戶信息的子通道在空間位置上的變化（2）基本結(jié)構(gòu)SpacedivisionSwitchingMatrixInputOutput現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)（
5、3）光交換典型系統(tǒng)多媒體空分光交換系統(tǒng)現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)（4）特點優(yōu)點：直接利用光交換的寬帶特性能夠以低速交換只采用光矩陣開關(guān)即可構(gòu)成交換網(wǎng)構(gòu)成簡單，易于實現(xiàn)（小容量集成）缺點：實現(xiàn)大規(guī)模交換有困難同步與控制困難現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)2.時分光交換（1）定義時間分割：Frame?timeslot（orpacket）在時間軸上建立信息傳輸子信道按需要改變用戶信息timeslot（orpacket）在時間軸上的相對位置（2）結(jié)構(gòu)現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)（3）時分交換的典型系統(tǒng)4×4時分復用光子交換網(wǎng)絡(luò)實例現(xiàn)代
6、通信中的光交換技術(shù)（4）優(yōu)缺點優(yōu)點：能與現(xiàn)有光傳輸系統(tǒng)良好匹配構(gòu)成全光通信網(wǎng)與WDM相比，交換硬件減少，控制和管理簡單可利用光的高速處理能力，支持任意速率等級及格式的數(shù)據(jù)缺點：光定時檢測與控制同步較難硬件限制，僅能小規(guī)模集成（缺少成熟的高速光處理器件）現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)3.自由空間光交換（1）定義（2）特點（3）關(guān)鍵器件：激光二極管陣列聲光開關(guān)陣列偏振開關(guān)陣列微透鏡陣列全息圖陣列等現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)（4）典型系統(tǒng)自由空間微透鏡和HOE光開關(guān)陣列二維微透鏡MEMS光開關(guān)陣列現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)利用L
7、C－SLM現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)（5）特點優(yōu)點：所需互連不用物理接觸無信號干擾和串音有效利用空間維數(shù)能以低速交換寬帶信號分辨率高缺點：光機械封裝技術(shù)困難交換控制復雜現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)4.波/頻分光交換（1）定義波長/頻率分割：——建立不同的波長子通道按照信息交換的要求，改變其信息傳輸?shù)牟ㄩL子通道。（2）基本結(jié)構(gòu)InputWDMSignalMultiplexerTunableWavelengthfilterWavelengthconverterOutputWDMSignalDemultiplexer現(xiàn)代通
8、信中的光交換技術(shù)（3）關(guān)鍵技術(shù)WDM信號的復用/解復用波長變換（解決波長競爭）波長路由（波分交換）結(jié)構(gòu)波長變換方式：O-E-OXGMinSOAsXPMinSOAs&NOLM(Sagnac干涉原理）光注入型LD波長變換FWMinSOAs&FiberDFG波長轉(zhuǎn)換現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)（4）典型系統(tǒng)KEOPS系統(tǒng)現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)FDM（交叉連結(jié)）光交換現(xiàn)代通信中的光交換技術(shù)（5）特點優(yōu)點：利用波長資源，光交換信
