光交换的优点在于光信号通过光交换单元时，无需经过光电/电光转换，下面是小编整理了光交换技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!

光交换技术论文篇一

关于光交换技术应用之探讨

摘要：光交换的优点在于光信号通过光交换单元时，无需经过光电/电光转换，因此不受监测器和调制器等光电器件响应速度的限制，可以大大提高交换单元的吞吐量。目前，光交换的控制部分主要通过电信号来完成，随着光子技术的发展，未来的光交换必将演变成为光控光交换。本文介绍了几种光交换技术的基本原理，以及光交换技术在通信网络中的应用情况，为全光网络的规划建设提供了一些参考信息。

关键词：光交换;网络技术;技术应用Abstract:The advantages of optical switching in optical signal through the optical switching unit, without optical-electrical conversion, and therefore not subject to response speed limit monitor and modulator optical devices, can greatly improve the exchange unit throughput. At present, the control part of the main optical switching through the electrical signal to complete, with the development of photonic technology, the future optical switch will evolve into an optical switch. This paper introduces the basic principle of optical switching technology in several, and application of optical switching technology in the communication network, provides some reference information for the planning and construction of all optical network.

Keywords: optical switching; network technology; technology application

中图分类号：E963 文献标识码：A文章编号：

引言

随着通信网传输容量的增加，光纤通信技术也发展到了一个新的高度。发展迅速的各种新业务对通信网的带宽和容量提出了更高的要求。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地理想媒质。随着WDM技术地成熟，单根光纤的传输容量甚至可以达到Tb/s的速度。由此也对交换系统的发展提供了压力和动力，尤其是在全光网中，交换系统所需处理的信息甚至可达到几百至上千Tb/s。运用光子技术实现光交换已成为迫切需要解决的问题。

1. 光交换技术基本原理

光交换的优点在于光信号通过光交换单元时，无需经过光电/电光转换，因此不受监测器和调制器等光电器件响应速度的限制，可以大大提高了交换单元的吞吐量。目前比较成熟的光换技术主要有以下几种类型：

1.1 光电交换技术

主要原理是利用光电晶体材料的波导组成输入输出端之间搭建波导通路。并使两条通路之间构成Mach-Zehnder干涉结构，其相位差可以通过施加在通路上的电压控制。当通路上的驱动电压使两通路上的相位差发生改变时，就可以利用干涉效应将信号送到目的输出端。这种结构可以实现1×2和2×2的交换配置，其交换速度较快(达到ns级)，但它的介入损耗、极化损耗和串音较严重，对电漂移较敏感，通常需要较高的工作电压。

1.2 光机械交换技术

这种技术通过移动光纤终端或棱镜将光线引导或反射到输出光纤，原理十分简单，成本也较低，但只能实现ms级的交换速度。

1.3 热光交换技术

采用可调节热量的聚合体波导作为介质，然后通过分布于聚合堆中的薄膜加热元素控制。当电流通过加热器时，波导分支区域内的热量分布将发生改变，进而改变波导的折射率，这样可以将光耦合从主波导引导至目的分支波导。这种光交换的速度可达μs级，器件体积也非常小，但介入损耗较高、串音严重、消光率较差、耗电量较大、并需要良好的散热器。

1.4 液晶光交换技术

这种光交换通过液晶片、极化光束分离器(PBS)或光束调相器来实现。液晶片的作用是旋转入射光的极化角。当电极上没有电压时，经过液晶片光线的极化角90°，当电压加在液晶片的电极上时，入射光束将维持其极化状态不变。PBS或光束调相器起路由器作用，将信号引导至目的端口。对极化敏感或不敏感的矩阵交换机都能利用此技术。该技术可以构造多通路交换机，缺点是损耗大、热漂移量大、串音严重、驱动电路也较昂贵。

1.5 声光交换技术

它是在光介质中加入横向声波，将光线从一根光纤准确地引导至另一根光纤。声光交换可以达到弘s级交换速度，可用于构建端口数较少的交换机。用这种技术制成的交换机的损耗随波长变化较大，驱动电路也较昂贵。

1.6 采用微电子机械技术(MEM)的光交换技术

这种光交换的结构实质上是一个二维易镜片阵，当进行光交换时，通过移动光纤末端或改变镜片角度，把光直接送到或反射到交换机的不同输出端。采用微电子机械系统技术可以在极小的晶片上排列大规模机械矩阵，其响应速度和可靠性大大提高。这种光交换实现起来比较容易，插入损耗低、串音低、消光好、偏振和基于被长的损耗也非常低，对不同环境的适应能力良好，功率和控制电压较低，并具有闭锁功能;缺点是交换速度只能达到ms级。

1.7 光标记交换技术技术

这种技术是指通过利用各种方法在光包上打上标记，即把光包的包头地址信号用各种方法打在光包上，这样在光交换节点上根据光标记来实现全光交换。基于这种原理实现的光交换称为光标记交换OLS(optical label switch)。光标记的产生和提取是光标记交换的核心技术。光标记信号一般是Mbit/s量级的低速率信号，而光包的传输速率都在Gbit/s量级上，将低速的标记信号加在高速的光包信号上，可以根据不同的机制采用不同的方法。光调制有三种方式：调幅、调频和调相，目前光标记的产生大多数也是从这三方面入手，光标记的提取本质上是把光标记从复用信号中分离出来。基于调幅产生的光标记大多用半导体光放大器(SOA)、普通光纤和半导体激光放大器的非线性效应的交叉相位调制、交叉增益调制和四波混频(FWM)等原理来提出光标记;基于调频产生的光标记一般采用载波解复用方法;基于调相产生的光标记方法可以利用光的干涉原理来提取光标记信号。

综上所术，目前光交换技术存在多种类型，可以根据实际应用的需求采用。而这些光交换技术，控制部分主要通过电信号来完成，随着光子技术的发展，未来的光交换必将演变成为光控光交换。

2. 光交换技术在全光网络中的应用

目前，光交换技术在全光网络中的应用主要有以下几种情况：

2.1 IP包的全光标记交换

IP包由源节点发出，经过核心光网络传送和交换标记后到达目的节点。在核心光网络的接入处，边缘路由器通过添加副载波复用(SCM)标记且对IP包重新包封;在核心光网络内部，全光核心路由器通过波长转换和SCM标记交换，对新的IP包进行选路和传递;当IP包离开核心光网络时，边缘路由器移去其SCM标记，并进行一次波长转换。IP包标记交换具有低延迟低开销的特点，简化了IP包的传送，使数据速率可达到Tb/s级。另外，IP包标记交换避免了路由查询，减少了通过IP层的包数量，并支持其它协议。

2.2 突发数据交换

它是一种光的分组交换。这种网络结构包含两种光分组：路由信息的控制分组和承载业务的数据分组。控制分组中的控制信息要通过路由器的电子处理，数据分组则无须进行光电/电光转换和电子路由器的转发，直接在端到端的透明传输信道中传输。控制分组在WDM传输链路中的某一特定信道中传送，每个突发的数据分组对应一个控制分组，控制分组先于数据分组传送，通过“数据报”或“虚电路”路由模式指定路由器分配空闲信道，实现数据信道的带宽资源动态分配。数据信道与控制信道的隔离简化了突发数据交换的处理，而且控制分组长度十分短，因此可以实现高速处理。

2.3 自动保护倒换(APS)

目前大多数光纤网络都有两条以上的光纤路由与关键节点相连。当光纤断裂或转发器发生故障时，通过光交换，光信号能方便地避开故障地光纤或转发器，重新选择到达目的地的有效路由，从而完成自动恢复。

2.4 网络监控

在光传送网中，可以通过光交换让用户取出信号或插入一个网络分析仪来进行实时监控，不干扰网络数据的传输。通过光交换机将多条光纤连接到一个光时域反射计，实现对光纤链路的监控，准确地对光纤链路上的故障进行定位。光纤器件的现场测试：通过多通道的光交换，对光纤器件进行在线测试。通过监视每一个对应测试参数的交换通道，可以不间断地测试多个部件。光交换技术还广泛用于光纤传感器网络中。

3. 结语

随着通信网络需求的不断提升，全光网络的搭建将全面开展，对光交换技术的要求必然提高。我们需要密切跟进光交换技术的发展，并通过实际运用和测试做进一步的检验和开发。

参考文献

[1]赵扬.浅谈全光网络[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2010年08期

[2]杨连文.浅谈光交换技术及其应用[J];中国高新技术企业;2010年28期

[3]李臣.NGN网络智能化关键技术及应用研究[D];上海交通大学;2007年

[4]董昭彦.沈阳网通本地网智能化改造方案[D];吉林大学;2007年

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