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1、光交换技术的现状及发展趋势=I光通信技术OPTICALCOMMUNICATIONTECHNOLOGYVo1.22No.4光交换技术的现状及发展趋势庞翠/,简水生(北方交通大学波所北京1...44)冉摘要光交换技术是未来全光网络(A0N)中的关键技术.本文论述1光交换技术的现状覆发展趋势,并对我茸发展光交换技术RecentResearchIssuesandTrendsofPhoto,:cSwitchingTechnology/XuTlanhul,PangCulzhu,JlanShulsheng/lnsUtuteofllghtwavetechnology,NorthernJiaoton
2、gUniversityAbgtractPhotonicswitchingisakeytechnologyinthefutureAIlOpticalNetwork(AON).Inthisarticlewediscussrecentresearchiashesandtrendsinphotonicswitch-ing,andgivesomepersonalrecommandonhowtodevelopphotonicswitchinginourcountry-KeywordsPhotonicswitchingAllopticalnetworkl引售日前,人类社会正处于向信息社会过渡的阶
3、段.当许多国家提出本国信息高速公路计划的同时,也意识到大量新业务的出现会使网络资源的需求成倍增长,通信网络有可能变得拥挤不堪,今天国际互联网上的状况即为一例.然而,目前商用光通信系统的速率已经高达尼十Gb/s(采用WDM技术),实验室中的速率已突破Tb,Is大关,为什么还会出现这样的状况呢?原因是在现有的通信网中,高速光通信系统仅仅充当点一点间的传输工具,网络中重要的交换功能还要将光信号还原成低速的电信号.由于目前电子交换机的端口速率一般只有几Mb/s至几十Mb/s,这就与光通信系统的高速率形成巨大的失配.为了充分利用光通信系统巨大的带宽资源,人们只有将许多端口的低速信号复用起来,
4、这就要求在网络的众多节麒中进行频繁的复用/解复用,光/电和电/光转换,增加了设备的成本和复杂性.另寺面,如此低的端口速率已无法满足宽带业务的需求.采用ATM技术可以缓解这一矛盾,它可以提供155Mb/s的端口速率甚至更高.但电子线路的极限速率只有20Gb/s左右,如果仅采用电子系统完成交换功能,就不可能最终突破交换这一"瓶颈".正是认识到这一点,人们希望直接对高速的光信号实现交换功能.有人提出可以利用光交换技术构造全光网络,显许天晖.男.1973年生,在读磺士1997—01—28收稿光通信技术1997年第l期示了光交换技术的光明前景2光交换技术的分类近年来,光交换技术已经成为各国努
5、力开发的关键技术.研究人员根据不同的原理提出了多种交换方式,这里将它们分成三类:光空分,光波长和光时分交换.2.1光空分交换光空分交换的概念最早被提出,技术也最成熟.这种交换方式使光信号的传输路径发生改变,以实现交换功能.光空分交换中的核心器件是光开关.人们根据不同的机理研制出多种2×2光开关,然后再用这些2×2光开关单元构成大规模交换矩阵.目前主要的光开关类型有:电光型,声光型,磁光型,热光型等等.其中电光型光开关具有开关速度高,串音小,结构紧凑等优点,有很好的应用前景.典型的电光型光开关是扩钛的铌酸锂(LiNbO)波导型光开关,如图1所示.在LiNbO,衬底上采用钛热扩散技术形
6、成低传输损耗的光波导,并在耦合区装上电极,就构成了2×2光开关.它利甩了普克尔效应,当在电极上施加电压时,LiNbO,晶体的折射率发生变化,从而引起光传擒方向的改变.为了降低开关电压,光波导的芯径很小,一般都在几m以下,因而与光纤的耦合损耗较大,同时也限制了大规模制造.这一矛盾可以通过级问光放大加以克服.在日本NTT开发的光空分交换机中,采用光半导体放大器补偿由光开关矩阵引起的光信号衰减,使端口数达到了128,代表了目前光空分交换的较电报?=翻l锟藏乜键导开美示意图高水平,并用它散了提供多媒体宽带信息服务的试验.一相对于其它光交换方式,光空分交换是最接近实用化的一种.由于目前铺设的
7、光缆都是多芯结构,因此光空分交换大有用武之地.普遍的观点认为,光空分交换与正在迅速发展的光波分交换技术相结合,是构造未来全光网络的基础.2.2光波长交换光波长交换是指光信号在网络节点中不经过光/电转换,直接将所携带的信息从一个波长转移到另一个波长上,如图2所示.光滤.碹器.澶长转换圈2波长交换原理圉随着光纤光栅滤波器的应用,光信号的滤波问题基本得到了解决.目前研究的热点更多地集中在光波长转换器上.各国研究者们提出了多种进行的波长转换的方法,并且太多数进行了实验验证.光
