光纤通信之光交换技术作者单位：南华大学电气工程学院姓名：陈亚潮专业：通信工程学号：摘要：由于宽带视频、多媒体等各种高带宽资源业务需求的增加，对通信网的带宽和容量提出了更高的要求，高速高带宽网络已经成为现阶段通信网络发展的趋势。但是由于大量的新业务的出现和国际互联网的发展，今后通信网络还可能变得拥挤。原因是在现有通信网络中，高速光纤通信系统仅仅充当点对点的传输手段，网络中重要的交换功能还是采用电子交换技术。光交换技术是实现全光网络的关键技术之一，它可以满足人们对宽带视频、多媒体业务的需求，是发展高速宽带业务的一种有效手段。人们对光交换的探索始于20世纪70年代，80年代中期发展比较迅速，经过30余年的研究，在光器件研究技术的推动下，对光交换系统技术的研究有了很大发展。关键词：光交换技术；空分光交换；时分光交换；波分光交换。1引言最近几年，光纤逐渐成为通信网传输的重要媒介，现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输，光纤传输已广泛用于长途干线网和本地中继网。在一些欧美发达国家,随着光纤传输从中继网向用户网推进,每秒数百兆比视频通信业务可能会像现在的电话通信一样普及,网络交换节点所需容量是现有电话网的1000~10000倍,其交换节点容量至少是太比(Tbit/s)级的。以电子技术为基础的交换方式,无论是B-ISDN的ATM方式,还是适合数字程控交换，它们的交换容量都要受到电子器件工作速度的限制,即使最新开发的电子ATM交换系统最大容量也被限制在1600Gbit/t左右,最终难以实现高速宽带信号的交换。因此，先进的光交换技术以其高速，高宽带的特点而备受瞩目。2光交换技术的基本概念光交换技术是实现全光网络的关键即是之一，是用光纤来进行网络数据、信号传输的网络交换传输技术。它是指不经过任何光电转换将输入光信号直接交换到任意的输出端,完成光节点处任意光纤端口之间的光信号交换及选路。2.1光交换技术的特点在电信网中，光纤是目前的主要传输介质，越来越被广泛的应用在长途及干线传输中。光交换在交换过程中信号始终以光的形式存在，在进出交换机时不需要进行光信号的光/电转换或者电/光转换，这样大大提高了系统的性能。光交换主要有以下特点：（1）由于光交换不涉及到电信号，所以不会受到电子器件处理速度的制约，可与高速的光纤传输速率匹配，实现网络的高速率。（2）光交换根据波长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，可以实现透明的数据传输。（3）光交换可以保证网络的稳定性，提高灵活的信息路由手段。2.2光交换的基本器件电开关是电信号交换系统最基本的单元，每个电开关在控制信号的控制下接通或断开其出线和入线。光交换是通过控制开关矩阵的出线和入线的接通和断开来完成信号的转换。在光信号中控制的是光信号，所以光交换中更多的要考虑结合光的物理特性来进行交换。光开关是完成光交换的最基本的功能器件。将一系列光开关组成一个阵列，构成一个多级互联的网络，在这个阵列中完成光信号的交换。下面是几种主要的光开关器件：（1）半导体光放大器半导体光放大器可以对输入的光信号进行放大，并且可以利用一种被称为偏置电信号的器件来控制光信号的放大倍数。（2）耦合波导开关耦合波导开关有两个输入端和输出端，每个输入和对应的输出形成一个光通道，两个输入和输出组成两个光通道，它利用控制电极来控制光信号的输出状态。（3）波长转换器波长转换的原理是光/电/光型的WC先将光信号转换成电信号，经定时再生后，产生再生的电信号和时钟信号，再用该电信号对标准波长的激光器重新进行调制，从而实现波长变换。3光交换原理光信号的分割复用方式有空需要相应的复合光交换分、时分和波分三种，因而光交换相应的也存在空分、时分和波分三种光交换，它们分别完成空分信道、时分信道和波分信道的交换。如果光信号同时采用多种分割复用方式，则完成这样光信号的交换。3.1空分光交换空分光交换技术就是在空间域上对光信号进行交换，其基本原理是将光交换元件组成门阵列开关，通过对开关矩阵进行控制，建立任一输入光纤和任一输出光纤之间构成物理通路空分光交换的核心器件是光开关...