ch11光交换技术.ppt

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1、第十一章光交换技术了解光开关、光放大器、光存储器、光波长转换器等光交换器件；理解空分光交换、时分光交换、波分光交换、空间光交换等光交换基本方式；知道光交换采用的GMPLST控制协议；知道自动光交换网络(ASON)的技术特点、总体结构、网络管理、网络维护等；了解全光网络的特点，光波复用方式，光节点设备，全光网络管理。教学要求：2学时教学时数：交换技术§11.1光交换器件实现光交换的设备是光交换机。光交换机的光交换器件有光接线器(光开关、光放大器、光耦合器)、光存储器和光波长转换器等。光交换器件是实现全光网络的基础。一、光接线器1.光开关(1)半导体光开关半导体光放大器只有一个输入端和一个

2、输出端，常用作光开关，用于切换光路。半导体光放大器控制电流控制电流入射光出射光入射光出射光半导体光放大器结构ch11光交换技术一、光接线器1.光开关(2)耦合波导开关控制电极光信号通道平等连接交叉连接耦合波导开关在电极上施加一定的电压，将会改变波导的折射率和相位差，从而将会获得平行和交叉两种状态。光放大器主要有半导体放大器和掺铒光纤放大器(EDFA)，目前主要采用掺铒光纤放大器。2.光放大器§11.1光交换器件一、光接线器EDFA的用途：②采用光纤放大器后，使传送距离得以延伸，建设成本下降。③在DWDM系统发送端加EDFA可补偿波分复用器的插入损耗，提高入纤功率，在中继器加EDFA可补

3、偿线路损耗，在接收端加EDFA，补偿解复用器插入损耗和提高接收机灵敏度；。④在接入网中加EDFA可提高发送功率，经过多次分支后，用户端仍能正常接收。①代替现有传送系统中的电再生中继器，使中继设备变得简单。2.光放大器§11.1光交换器件二、光存储器光存储器即光缓存器，实现光信号的存储，进行光域时隙交换。常用的光存储器有双稳态激光器和光纤延迟线存储器。双稳态激光器缓存器的原理是利用双稳态激光二极管对输入光信号的响应和保持特性存储光信号；光纤延迟线光存储器的原理是利用光信号在光纤中的传输延时特性存储光信号。光纤延迟线存储器比双稳态存储器稳定，在时分、频分和ATM光交换系统中广泛应用。缺陷是

4、由于长度固定导致灵活性差。用光纤延迟线来存储光信号有两种方案：①由2×2的光开关和光纤延迟线级连的前向延迟线；②由4×4的光开关和光纤延迟线级连的后向延迟线；§11.1光交换器件三、光波长转换器光波长转换器是一种用于光交换器件，把带有信号的光从一个波长(i)转换到另一波长(j)，从而使波分多路和波分多址网络系统的容量大大提高，避免了波长竞争。光波长转换器主要以半导体光放大器为基础和心半导体激光器为基础的全光波长转换器。探测器激光器放大器入射光出射光ij(a)直接转换(b)调制转换外调节器入射光i出射光j控制§11.1光交换器件§11.2光交换基本方式空分光交换是指利用光开关

5、及相应的光开关阵列(矩阵)实现空间任意两点之间光通道连接的交换方式。一、空分光交换光耦合器光耦合器8×8光开关矩阵监控电路呼叫处理中心用户用户用户ch11光交换技术时分光交换是指在光域通过时隙互换方法实现交换功能的方式。它采用光器件或光电器件作为时隙交换器，通过光读/写门对光存储器的有序读/写操作完成交换动作。二、时分光交换时隙互换1234123412341234时分光交换是基于光时分复用中的时隙互换原理实现的。基于时隙互换原理的时分光交换可利用光延迟器件实现。§11.2光交换基本方式波分光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的交换

6、方式。三、波分光交换可调波长滤波器和波长转换器是波分光交换的基本器件。实现波分光交换有两种结构：波长互换型和波长选择型。光波解复器波长转换器波长转换器波长转换器光波解复器…12N1…N1…N…12Ni1i2iN星状耦合器波长转换器…'1'2'N可调波长转换器波长互换型光交换结构波长选择型光交换结构§11.2光交换基本方式空间光交换即自由空间光交换是指在自由空间无干涉地光波路径的一种交换方式。它一般采用阵列器件和自由空间光开关，并且需要对阵列器件进行精确的校准和准直。四、空间光交换光纤准直透镜空间光调器光纤准直透镜优点：通过平等反射提供信号互连，没有信号干

7、扰和串音干扰，具有高的带宽，而且色散很低。§11.2光交换基本方式§11.3光交换控制协议光交换采用的控制协议是通用多协议标记交换(GMPLS)的协议。一、引入GMPLS的原因随着光网络的建设，IP面临的接口类型日趋多样化，现有MPLS的一些控制协议不能用于光交换机，所以需要增强现有MPLS的路由和信令协议功能以适应光网络的特殊性。IETF通过对IP网络中原有协议的改进，提出了一种多协议标记交换(GMPLS)的协议框架，并建议把这种可应用于多种