现代通信中的光交换技术.ppt

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1、现代通信中的光交换技术北京邮电大学余重秀2006年3月讲授内容引言国内外发展概况光交换中的光技术光交换方式与系统光分组交换与光子IP路由光子交换新进展现代通信中的光交换技术一、引言1.通信交换发展进程人工交换机步进式交换机纵横交换机程控交换机数字程控交换机光交换?现代通信中的光交换技术2.光交换问题的提出OpticalCommunicationTelecommunicationsNetworks&ServicesTelecommunicationsSwitchingOpticalComputin

2、gAdvancedPhotolectronnicsPhotonicsInSwitchingInternetNetworks&Services现代通信中的光交换技术3.光交换基本内容及特点光交换研究光交换机制光交换器件光交换方式光交换系统特点（1）宽带性（大于1Tb/s）（2）高速、并行处理（3）抗扰性（4）光交换与传输系统的匹配性好（5）透明性－－便于扩展业务（6）功耗小（7）成本低（8）便于集成现代通信中的光交换技术4.通信光交换的发展两个阶段：第一阶段：电控光交换——近期技术第二阶段：光控光交换——远期

3、技术（全盘光化的交换技术）现代通信中的光交换技术二、国内外发展概况1.国外：（1）理论研究（2）器件研究（3）光交换方式、系统研究2.国内：（1）跟踪国际研究水平，发展光开关、光调制器等器件（2）光、电技术结合研究光交换系统（3）国家863计划：ATM、ASON等光交换技术3.现状：（1）处于探索研究阶段（2）国际专题研讨会：多次（3）实用化问题：预计21世纪中期推出商品化光交换机现代通信中的光交换技术三、光交换中的光技术1、光交换器件技术2、调制（编码、解码等）3、光互连4、光放大5、光复用／解复用6、光

4、滤波、光整形、定时、光均衡等7、光的相关识别8、波长/频率转换、波长动态寻址9、光计算等现代通信中的光交换技术四、光交换方式与系统按功能分：光交换网络控制网络光电按交换方式：光路交换分组交换空分交换时分交换自由空间光交换波/频分光交换ATM光交换现代通信中的光交换技术1.空分光交换（1）定义：空间分割——以空间的不同位置建立信息传输子通道按需要控制光开关，实现用户信息的子通道在空间位置上的变化（2）基本结构SpacedivisionSwitchingMatrixInputOutput现代通信中的光交换技术（

5、3）光交换典型系统多媒体空分光交换系统现代通信中的光交换技术（4）特点优点：直接利用光交换的宽带特性能够以低速交换只采用光矩阵开关即可构成交换网构成简单，易于实现（小容量集成）缺点：实现大规模交换有困难同步与控制困难现代通信中的光交换技术2.时分光交换（1）定义时间分割：Frametimeslot（orpacket）在时间轴上建立信息传输子信道按需要改变用户信息timeslot（orpacket）在时间轴上的相对位置（2）结构现代通信中的光交换技术（3）时分交换的典型系统4×4时分复用光子交换网络实例现代

6、通信中的光交换技术（4）优缺点优点：能与现有光传输系统良好匹配构成全光通信网与WDM相比，交换硬件减少，控制和管理简单可利用光的高速处理能力，支持任意速率等级及格式的数据缺点：光定时检测与控制同步较难硬件限制，仅能小规模集成（缺少成熟的高速光处理器件）现代通信中的光交换技术3.自由空间光交换（1）定义（2）特点（3）关键器件：激光二极管阵列声光开关阵列偏振开关阵列微透镜阵列全息图阵列等现代通信中的光交换技术（4）典型系统自由空间微透镜和HOE光开关阵列二维微透镜MEMS光开关阵列现代通信中的光交换技术利用L

7、C－SLM现代通信中的光交换技术（5）特点优点：所需互连不用物理接触无信号干扰和串音有效利用空间维数能以低速交换宽带信号分辨率高缺点：光机械封装技术困难交换控制复杂现代通信中的光交换技术4.波/频分光交换（1）定义波长/频率分割：——建立不同的波长子通道按照信息交换的要求，改变其信息传输的波长子通道。（2）基本结构InputWDMSignalMultiplexerTunableWavelengthfilterWavelengthconverterOutputWDMSignalDemultiplexer现代通

8、信中的光交换技术（3）关键技术WDM信号的复用/解复用波长变换（解决波长竞争）波长路由（波分交换）结构波长变换方式：O-E-OXGMinSOAsXPMinSOAs&NOLM(Sagnac干涉原理）光注入型LD波长变换FWMinSOAs&FiberDFG波长转换现代通信中的光交换技术（4）典型系统KEOPS系统现代通信中的光交换技术FDM（交叉连结）光交换现代通信中的光交换技术（5）特点优点：利用波长资源，光交换信