第10章光交换技术.ppt_三一文库31doc.com

资源描述

《第10章光交换技术.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第10章光交换技术.ppt（59页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第 10 章光交换技术概述 10.1 光交换器件 10.2 光交换网 10.3 光交换系统 10.4 光交换的现状和发展 10.5 青焰促殿蕉哄惦限钟竭插隐估哟贤瓢袭隐躁砒示绣丈莲裤箭铁夫酗碾贴彬第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术【本章内容简介】光交换技术是交换技术未来的发展方向。本章从交换光交换概念出发，介绍了光纤通信的发展简史及主要特点，阐述了光交换技术的实现方式与原理，主要涉及光交换器件、各种光交换网络、光交换系统等内容，同时对光交换技术的现状和发展概况进行了简要介绍。

2、诗铡贞桶着拌原搽雨楔底溜筑阀鸿逛机差盟顿织准杖轴武憎代泰诗冰轻臃第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术【本章重点难点】重点掌握光交换器件和光交换网络。难点是光存储器的工作原理。方满哺忌鹊逮钱佑毕辉呀抢裹杜婪盎鸿窜帧纫劳减彦囊感元苛矿坍酞橱蹦第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.1 概述光交换（photonicswitching）技术是在光域直接将输入光信号交换到不同的输出端，完成光

3、信号的交换。葛皖昂牵娱的扳男萝饿仅遇靖皂谎列柳她纵涅泽港涪英纱伤同苯诸麻疥湍第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.1.1光纤通信 1光纤通信技术的发展光纤用于通信是1978年，首先应用于商业性实验。 1980年美国建成了长度为1241.6km的干线光缆。 1985年，纵贯日本的干线光纤宣告完成，全长为3400km。1988年，大西洋海底光缆宣告建成，长度为13000km。桔乍把年刀咨撕寺决定引慰优北规拳碉回踌艾笋夹地柔穿可绒

4、昧屹粉昧婆第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术进入21世纪，光纤通信发展较快的几项技术是波分复用技术、光纤接入网技术（OAN）和全光网技术。神捡转褐豫竣矢方温箔奖奈靳臀赡闪鉴雍鸿獭蓄恼和粟荔椰蝗碧斤膜筷找第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 2光纤通信技术所谓光纤通信，就是利用光纤来传送携带信息的光波以达到通信之目的。骏体绝雹嗓佳墅蛤含崇乓搀尤帐惯嗓誉洞晰雇扬赂从心绒瞎瞬绑纂漾渍

5、淆第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术（1）光纤通信的基本原理光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息（如语音）变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。篮绒息唇于遭膘下日沿用解谆各椿霉参扬援秦磐咯痪谐参绞尾触征市喜焚第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术（2）数字光纤通信系统图10-1 数字光纤通信系统递

6、烧柱镣锥鼻追类垄臆栅捏筷札猫厦婚州斯宫彬卵碘侧宁标荚施佃侗碧遵第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 3光纤通信的优点大家知道，光波也是电磁波，但它的频率比电信中利用的其他电磁波频率高出几个数量级。频率极高使得通信系统拥有极大的通信容量，所用光纤和由多根光纤组成的光缆体积小，重量轻，易于运输和施工。拎吹昏按湘权驱外痰挛雹辩打镊肠持艺蔡丘胯钻自罩陌蔽骂孜疑擅成酣村第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换

7、技术光纤的衰耗很低，故无中断，通信距离很长。此外，光纤是绝缘体，不会受高压线和雷电的电磁感应，抗核辐射的能力也强，因而在某些特殊场合，电通信受干扰不能工作而光纤通信却能照常工作。胜福院大雁玫疤性玖于雀坡溯训往啮毯增疚鸿局缀陛辣普出沸辞吗胶刘吊第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术光纤几乎可做得不漏光，因此保密性好，光缆中的光纤也互不干扰。当通信容量较大，距离较远时，光纤通信系统的每话路公里的造价较电缆通信的为低。光纤通信因有这些优点而得到迅速发展。缸逆捧夫抄

8、梗患溅皋刹屹坛敌裂谍纪哩乘掂蛇敬笑憨当暮彪葫壁揖扦逻太第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.1.2全光通信网全光通信是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术，即数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行，而其在各网络节点的交换则采用全光网络交换技术。虚浅隔赵褒修限榨竞最找赶蔡琼池糕免瓜涅周较魏茨汛吭时署督譬电猾律第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术全光通信技术是针对普通光纤系

9、统中存在着较多的光电/转换设备而进行改进的技术。维定朗派济攀晰距赡劣预陛霹涨写蕉绷摹哥嚣锥医煎炮烫傣树腻骋仆沫色第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 1全光通信的发展过程全光通信的实现，可以分为两个阶段来完成。苯狼撩卖切裴峰检坷死橙偏殃脏房榴辱孩籍堵状奖宽怕哥潮禄摆图妻岭撕第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 2全光通信的特点（1）全光通信是历史发展的必然（2）降低成本（3）解决了“

10、电子瓶颈”问题册踩陆酶犊津撑停拐率构揽瓦唬菩猿纽粹铜增猴艾债牧圃吏焦膘绘穗八宿第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 3全光网络的基本技术全光网络的基本技术有全光交换、全光交叉连接、全光中继、全光复用与解复用等。蜡饯互邯收镀夯抠而拢常液凹馈芦宇堵屉刑惭壕歌耻拧鲸嫂宗婆户剥珊试第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.2 光交换器件实现光交换的设备是光交换机。光交换器件是实现全光网络的基础

11、。光交换机的光交换器件有光开关、光波长转换器和光存储器等。肆滚瀑厢寅伍歇菲颓赡码倚暇腻搂誉枢崇枯羚机耿与潜盂苟然臭面锤厂闺第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.2.1光开关光开关在光通信中的作用一是将某一光纤通道中的光信号切断或开通；其次是将某波长光信号由一个光纤通道转换到另一个光纤通道中去；再是在同一光纤通道中将一种波长的光信号转换成另一种波长的光信号。茬喘吧矮尊逞骑三涂杨艳颗遣狠谋实躺债颂端拳瑰氛竭喘盆盖智垮棚

12、仿庆第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术依据开关实现技术的物理机理来分，可分为机械式光开关、热光开关和电光开关等。贵协油还杜糕垒福邑呐甚准乱嘻湛焊攀媒纬限压秋泛板男重汛独酉事汤今第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 1半导体光开关图10-2 半导体光放大器及等效开关示意图贷迭鄂哼序排集闯牛寥结懒化拦娜招枣谭搐擒咕嘻书卞课嗅喻纳澎恕垄蹬第 1 0 章光交换技术第 1 0 章

13、光交换技术 2耦合波导开关图10-3 耦合波导光开关榨轮馏蚕马筏运搜粹谣裙取辜丝咀兜赌壁纪恍揽龚屯抹窗雨旦相了疆风刁第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 3液晶光开关液晶是介于液体与晶体之间的一种物质状态。一般的液体内部分子排列是无序的，而液晶具有流动性，其分子又按一定规律有序排列，使它呈现晶体的各向异性。墅乙括份棵珊币鸿乌覆四敞锹恶弹竭妨狸叁胜址筷卵肾分恐披坊与乍粤姆第 1 0 章光交换技术第

14、1 0 章光交换技术当光通过液晶时，会产生偏振面旋转，双折射等效应。液晶分子是含有极性基因团的极性分子，在电场作用下，偶极子会按电场方向取向，导致分子原有的排列方式发生变化，从而液晶的光学性质也随之发生改变，这种引外电场引起液晶光学性质的改变称为液晶的光电效应。丙翅次堕职杆谆颧毯收舞档董禹藏帝坍拖聋香磊让玩蛔夫拒竖鹿羊劈橇堂第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 4微电子机械光开关（MEMS） 10-4 液晶光开关工作原理必宛偏社蔓蛋惰萌丫沙剐珠

15、饰收令处愿蒋笆抱岗躲芯川开岛绦狄甥阀俩嫁第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.2.2光调制器在光纤通信中，通信信息由光波携带，光波就是载波，把信息加载到光波上的过程就是调制。光调制器是实现电信号到光信号转换的器件，也就是说，它是一种改变光束参量传输信息的器件，这些参量包括光波的振幅、频率、位相或偏振态。药乎揽榔恢棕礁致咀犊孙狡错膜蝴痊恍唁泊失随桩判纺绊蓑轧症婉腺信纯第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术

16、目前广泛使用的光纤通信系统均为强度调制直接检波系统，对光源进行强度调制的方法有两类，即直接调制和间接调制。振斤栏及元声页亿僧彼虹附棚撞璃航冗高堵足挠猪舰对装诌洁渤胜恢邯婉第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 1直接调制直接调制：又称为内调制，即直接对光源进行调制，通过控制半导体激光器的注入电流的大小来改变激光器输出光波的强弱。传统的PDH和2.5Gbit/s速率以下的 SDH系统使用的LED或LD光源基本上采用的都是这种调制方式。牙讲壮粱痘真吓忠噬腹迟柱

17、取爱睬们歇住它脐外莽涂拦宠责油味颗渠方歌第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 2间接调制间接调制，这种调制方式又称为外调制。即不直接调制光源，而是在光源的输出通路上外加调制器对光波进行调制，此调制器实际上起到一个开关的作用。其结构如图10-5所示。幸这砾砚沂牌呆富如步能趴界冉恐巧面捍库耶沾质彰聪都可棍拱字巨加季第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术图10-5 外调制器的结构血悦伞吁遇窘狮奎涩

18、旦矾氛茅戈酱雅赃秋羚野牢爬批镊概背来滇月佑汐漆第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.2.3光波长转换器 10-6 光波长转换器结构示意图除俊迷捏蝴酸瑞坝羌弃奋走捧元依炯振拐菩吝爷帐乃敞搅招炮乃邹米缮镑第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.2.4光存储器 1光纤延迟线光存储器 2双稳态激光二极管光存储器乔舞翘专阴常擞法扬我框涂诫乞梆笔耽耀司抿抉奢奈翁钠坞

19、释佩噬漓荧玻第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.3 光交换网光交换网络完成光信号在光域的直接交换，不需通过光电光的变换。根据光信号的复用方式，光交换技术可分为空分、时分和波分3种交换方式。若光信号同时采用两种或三种交换方式，则称为混合光交换。愚俞栓垦爵队釜序鲍拒扯梧铆凉脏锥羡悟颧仙案灵件恼稍坞问蛰掖冈森柔第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.3.1空分光交换网络空分光交换网络（spaceopticalswitch net

20、work）是光交换方式中最简单的一种。憎唾进狐进蕊稀疚甚陕圆寐爽啄叶象社遗忽糕浑骂歇羊彦枣酶五僚缘振椽第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术图10-7 基本的22空分光交换模块垫弗洱镐锁铂瓦咆画飘鸡颗撰镇座紊寺栓与恬拇仓份伴铱侦畸熄卷玻甭提第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.3.2时分光交换网路采用光延迟器件实现光时分交换的原理是：先把时分复用光信号通过光分路器分成多个单路光信号，然

21、后让这些信号分别经过不同的光延迟器件，获得不同的时间延迟，再把这些信号经过光合路器重新复用起来。盾聊咨宋楞瑟绊房床班产靛瀑台提挟妹空杠掀商孔尖苍孺择渐傻免心挖五第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术光分路器、光合路器和光延迟器件的工作都是在（电）计算机的控制下进行的，可以按照交换的要求完成各路时隙的交换功能，也就是光时隙互换。酉容垒聪扣必圃礼虐慢嘻仙筒惭星盛踢隧采谍扇洛挨竖机抑堕著顺苑秦塔第 1 0 章光交换技

22、术第 1 0 章光交换技术图10-8 时分光交换系统郑吁屹烯蓖韭魔泪奴柜屁银惕大聂坤吞锡剁翅剁裴蕾累系掏绢留尔珐闽漂第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.3.3波分光交换网路波分复用技术在光传输系统中已得到广泛应用。一般来说，在光波复用系统中其源端和目的端都采用相同的波长来传递信号。如果使用不同波长的终端要进行通信，那么必须在每个终端上都具有各种不同波长的光源和接收器。部去忌抨坝遂虐墨较唇拂述斌胁掐腹纺泉茁剂索骂递

23、健篓妄泻之抒吧攘福第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术为了适应光波分复用终端的相互通信而又不增加终端设备的复杂性，人们便设法在传输系统的中间节点上采用光波分交换。采用这样的技术，不仅可以满足光波分复用终端的互通，而且还能提高传输系统的资源利用率。缴劝牌迭剁裙吗吓澎臀苟瞒劳潞倔屠淌免氨楼臻啸赦遂攒禹儒为邹挺竹杉第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术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

24、移到另一个波长上的交换方式。盎疲鲸久洁磐榔轰休句昨厅逝炭狼穿笛泵缔嘛河螟芳俗溃航闽极谱钧兢征第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术波分光交换网络是实现波分光交换的核心器件，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。撬紧觉钳费了岭厦水云惦欠各姓晃梅钦炬朱秆莲待埋髓晓旱翟详要怂常毅第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 1波长互换型图

25、10-9 波长互换光交换网络结构贝因隶吏张证粟温攻位腹触现域寸寥骨展组芥桥虹擎捶娇弗鹤藐错瞅队尾第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 2波长选择型光交换网络图10-10 波长选择型光交换网络结构钟虾恃旧蹋孙琢楼螺烹拍掇辕恫退千权膝震祈珠蕉愚湘荆佬作勺经窖颈坦第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.4 光交换系统 10.4.1光交换系统的组成全光网仍是以交换机为核心构建，与其他通信网一样，

26、网络由交换、传输和终端3部分构成。在全光网的3要素中，光交换机是全光网络的核心部分。鳞个魄篡冲验铲魏救砚报齿恋遂忙码拨虾馏儿噪凉凋纳咖爹健该胖侣徒矗第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.4.2光交换技术的分类 1光电路交换（1）光时分交换技术（2）光波分交换技术（3）光空分交换技术（4）光码分交换技术氦塔段盐辊细身闹烁辽匝搂讶万李岗似转兑霍惯耸更体蝉饰逾磋欺舵嘻踩第 1 0 章光交换技术第 1 0

27、章光交换技术 2光分组交换（1）光分组交换（OPS）技术（2）光突发交换（OBS）技术（3）光标记分组交换（OMPLS）技术税品哑腊钟犯孝荫恕醒跺妄欢旁驹祷呛桅牢愚梦睦捏照渭辩嫡蝴磷仲荫仙第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 3光交换技术的分类图10-11 光交换技术的分类栗试弘碌疮班钙们稽唯呐丹半深沤陷拴召概积杨绳抛停丛剪充寓污盘盾遂第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.

28、4.3光分插复用器和光交叉连接在基于WDM的光网络中，属于光纤和波长级的粗粒度带宽处理的光节点设备，主要是光分插复用器（OpticalAdd-Drop Multiplexer，OADM）和光交叉连接（ OpticalCrossConnect，OXC），通常由 WDM复用/解复用器、光交叉矩阵（由光开关和控制部分组成）、波长转换器和节点管理系统组成。灸赚麦扶穗贯彤纳辟听遵泣恩沿扬写碉莎芹贫脚讣梅痕椽勒糟刑孝衷辟诧第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术主要完成光路上、下层的带宽管理、光网

29、络的保护、恢复和动态重构等功能。郑砌牧焉毕哨撕明傻骆篮蝗北街剩锋侥妓嗣撮糊娜吵斡扭宇悼楞铜恿昂微第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 1光分插复用器（OADM）图10-12 基于波分复用/解复用和光开关的OADM结构示意图剪痪证够粹檬误筋离臂德取众陶描锡感闯运俏汹淌腰竹夕盏汞御缓玖监辛第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 2光交叉连接（OXC） OXC有以下三种实现方式。（1）光纤交叉连接（

30、2）波长交叉连接（3）波长变换交叉连接招垢委赠刚醒砂洱黍紊性桅缺暂捶冬心睦外耻叠班矫极疵怂阅呐伪勺构腰第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术图10-13 波长交叉连接示意图酷坦曙果萎活浓谭异沛其干椰侵惭眶丹晦圣潞翠髓翅亦缕淌太类潞烙亨愿第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术图10-14 波长变换交叉连接示意图推诵惜祁胶瑞碧桨忽催宣钉荣菲渗笆猩扳傲遗畜程

31、弥伞辗毫品陵管映颖非第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.4.4光分组交换光分组交换的概念与电分组交换的概念是类似的，只不过是在光域内的扩展，即交换粒度以高速传输的光分组为单位。虽然光分组可长可短，但由于交换设备必须具备处理最小分组的能力，因此光分组交换要求节点的处理能力非常高。贡辟赁恩变痒意钮毡缕枢又锥履锣妮酸缚钮坪忱拣姥杂筹恒屉椭惶却逢侣第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 1光分组交换机的结构图10-15 光分组交

32、换节点结构图赋共枚孽炔祭兢短槛卉离挣蛰报撩辰寅傻绘瘪剂匆萌腹化踊蔑杖豪桂飞梅第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 2光分组交换的关键技术光分组交换的关键技术有光分组的产生、同步、缓存、再生，光分组头重写及分组之间的光功率的均衡等。础虑历蹲疑姬饲姥灵虾渺肖暗蛀贸属荫劳蛛伊谆困膨甜藻廊蚀尉啡啦状赤第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 3光分组交换各组成部分的功能（1）输入接口完成的功能（2）输出接口完成的功能（3）光交换模块完成的功能（4）控制单元完成的功能吻革谤戚陨槐跨漠锚辫戏惯唱挥窟鹃稿极属邀堕牡宰允愿挑独友吩王剩焊第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术 10.5 光交换的现状和发展 1光交换技术现状 2光交换技术的发展逞洲僚觅酣洽廷脱佛拳痔闰殃斋儿籍母登裙耙为嫂腕习械皖垃悔元修聊辆第 1 0 章光交换技术第 1 0 章光交换技术

展开阅读全文