现代通信交换技术 教学课件 作者 王喆 罗进文 第九章 光交换.ppt

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1、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9.4GMPLS9.5ASON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。9.1概述9.1.1光交换基本概念一、光交换的发展光交换指不经过任何光电转换，在光

2、域直接将输入光信号交换到不同的输出端。光交换也是一种光纤通信技术，是全光网络AON的核心技术之一。AON是指信号只在进出网络时才进行电/光(E/O)和光/电(O/E)转换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。1960年，第一台红宝石激光器的问世标志着人类开始步入激光技术时代。1970年，第一根光纤揭开了光纤通信发展的新篇章，光纤通信的诞生是电子通信到光电子通信的一次质的飞跃。1990年以来，光纤通信技术发展异常迅速，光纤传输系统的容量已经从Mbit/s发展到Tbit/s，光纤的巨大频带资源和优异的传输性能，使它成为高速大容量传输的理想媒质，极大的满足了人们对信息传递速度、质量和

3、容量的要求。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点亮了光网络层单信道系统代表技术：SDH1980S多信道系统代表技术：WDM1990S可重构网络代表技术：OTN当前二、光交换特点光信息流在网络中传输及交换时始终以光的形式存在，不必经过光/电和电/光转换，消除了节点处的电子瓶颈，并且信息从源节点到目的节点的传输过程始终在光域内，不受监测器和调制器等光电器

4、件响应速度的限制。光交换的比特率和调制方式透明，可大大提高交换单元的吞吐量，充分发挥光信号的高速、宽带和无电磁感应等优点。光交换与高速的光纤传输速率匹配，可以实现网络的高速率。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。光交换可以保证网络的稳定性，提供灵活的信息路由手段。9.1.2光交换类型光电路交换OCS光分组交换OPS光突发交换OBS9.2光交换基本器件9.2.1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。微机械光开关耦合波导开关热光开关硅衬底平面光波导开关液晶光开

5、关全息光开关9.2.2波长转换器全光波长转换器是波分复用光网络及全光交换网络中的关键部件。它把带有信号的光波从一个波长转换成另一个波长输出，波长转换是解决相同波长争用同一个端口时发生阻塞的关键。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。9.2.4光调制器光调制器是高速、长距离光通信的关键器件，也是最重要的集成光学器件之一。国内外光调制器已取得很大进展，其性能不断提高，不仅大大提高了速率和带宽，还增加了集成密度。此外，随着光调制器技术的不断提高，还开发出不少新型光调制器件

6、和集成模块。目前，10Gbit/s速率的光调制器已成熟，40Gbit/s的光调制器已成为主流技术。9.2.5光滤波器光滤波器在WDM系统中是一种重要元器件，与波分复用有着密切关系，用来进行波长选择。它可以从众多的波长中挑选出所需的波长，而除此波长以外的光将会被拒绝通过。它可以用于波长选择、光放大器的噪声滤除、增益均衡、光复用/解复用等。9.3光交换原理9.3.1光电路交换一、空分光交换空分光交换基本单元:空分光交换可以构成纵横式(crossbar)网络、双纵横式(double-crossbar)网络、Banyan网络和扩展的Banyan网络、Benes网络和扩展的Benes网络等。空分光交

7、换基本单元二、时分光交换时分光交换与程控交换中的时分交换系统概念相同，也是以时分复用为基础，用时隙交换原理实现光交换功能。它采用光存储器实现，把光时分复用信号按一种顺序写入光存储器，然后再按另一种顺序读出来，以便完成时隙交换。光时分复用和电时分复用类似，也是把一条复用信道划分成若干个时隙，每个基带数据光脉冲流占用一个时隙，N个基带信道复用成高速光数据流信号进行传输。目前光存储器主要是使用光纤延迟线实现。三、波分/频分光交