光交换技术教程.ppt

第9章 光交换技术;目录;硬件系统的基本组成;随着世界通信业务量的飞速增长，光传送网技术已成为国际上的研究热点。据估计，以光电子信息技术为主导的信息产业产值将在2010年达5万亿美元，成为二十一世纪最大的产业。 研究热点 随着世界通信业务量的飞速增长，光传送网技术已成为国际上的研究热点。（全光通信网、WDM全光网、光传送网是同一事物的不同名称，最近ITU的建议是光传送网optical transport network）。 趋势 九十年代初，在一些发达国家中，人们预计原有的铜电缆会从1995年起逐渐被FTTH（光纤到户）代替。1998年这种趋势已被证实。但是，步子已经放慢，特别是光纤到户。光传送网的推广，光纤到户能否实现，取决于网络的价格，只有价格到了可接受的地步，才能真正进入家庭，光传送网中低价位光学元器件是降低光传送网成本的关键。;传统的光纤网络的缺点：;可用于全光网络的MEMS器件包括微型光开关阵列、可调衰减器和光滤波器等。对上述技术的研究是MEMS用于光通讯领域的关键。 在全光通信网中，光交换技术的好坏直接决定了传输网的规模、复杂性和灵活性等技术指标。光开关是光交换技术中的核心器件，是影响光交换技术的关键。微机械光开关在开关速度、透明性、功耗和串扰等性能比其它各类光开关具有明显的优点。除此之外，微机械光开关还用于光信息处理系统和光学测量系统，实现光路的转换、切换和光信息处理。在军事领域中，微机械光开关用于核弹、导弹等的引信装置。且因其巨大的商业应用前景，而备受关注。;光开关是光交换技术中的核心器件，是影响光交换技术的关键。;多层介质膜干涉滤波器利用镀在玻璃衬底上的多层介电薄膜将某个波长从WDM系统中分离出来或复用进去。可以制成各种窄带、宽带或增益平坦用滤波器，也可以级联成为各种DWDM模块，非常灵活。它是无源器件，可以在相邻或非相邻信道之间提供40dB甚至更高的隔离度，插入损耗和偏振相关损耗很低，可能是多信道DWDM系统最佳的选择之一，也可能是最适合于宽带应用的一种DWDM器件。但对于信道间隔等于或小于100GHz(0.8nm)的DWDM系统，镀膜的控制很困难。，目前难以采用。 ;光纤光栅是利用紫外激光能够改变光敏光纤折射率的原理，在光纤芯子里产生折射率的周期性调制制成的。这种光栅能够反射特定的波长。可以制成具有很陡反射谱形状和很高信道隔离度的DWDM滤波器。其优点是插入损耗低、成本低，因而特别适合制作DWDM组件。其缺点有：它是两端口反射元件，需要昂贵的光环行器或制成马赫-曾德尔干涉仪结构来实现被选信号的下路，尤其在信道数很大时会导致成本的急剧增加。再就是它是温度敏感的，需要温度控制或补偿。;阵列波导光栅是通过在硅片上沉积SiO2玻璃薄膜，经过高温处理后，再利用光刻制出波导电路图案。其工艺类似于在计算机芯片上集成电子器件。从结构看，它是由两个集成星形耦合器组成的，这两个耦合器则由一系列长度变化的波导连接起来。 星形耦合器完成不同波长的耦合，而在两个星形耦合器之间长度等差排列的波导构成了一种相位光栅，而这正是波长选择的基础。其主要优点是可以很紧凑地制出信道数很大的DWDM器件，而且成本低，便于集成。而缺点是：与其他滤波器技术相比，它的滤波器通带特性较差、偏振相关损耗很大，而且对温度很敏感，需要温度控制。;不同类型的光栅;光学研究和应用;飞秒自相关仪;光栅光谱仪;光数据存储;9.3 光交换网络;9.4 网络与通信技术的发展;（一）计算机网络的演变和发展;单计算机为中心的远程联机系统 ;第二阶段——计算机互联网络 20世纪60年代中期开始，出现了若干个计算机互连系统，开创了计算机——计算机通信的时代。随后各大计算机公司都陆续推出了自己的网络体系结构，以及实现这些网络体系结构的软件硬件产品。 但这些网络也存在不少弊端，主要问题是各厂家提供的网络产品实现互连十分困难。这种自成体系的系统称为“封闭”系统。因此，人们迫切希望建立一系列的国际标准，渴望得到一个“开放”系统，这正是推动计算机网络走向国际标准化的一个重要因素。 ;第二阶段典型的计算机网络的主要特点是：资源的多向共享、分散控制、分组交换、采用专门的通信控制处理机、分层的网络协议，这些特点往往被认为是现代计算机网络的典型特征。但这个时期的网络产品彼此之间是相互独立的，没有统一标准。; 第三阶段 —— 标准化网络 20世纪70年代中期，计算机网络开始向体系结构标准化的方向迈进，即正式步入网络标准化时代。 20世纪80年代,随着微机的广泛使用,局域网获得了迅速发展。美国电气与电子工程师协会（IEEE）为了适应微机、个人计算机（PC）以及局域网发展的需要,于1980年2月在旧金山成立了IEEE802局域网络标准委员会,并制定了一系列局域网络标准。在此期间,各种 局域网大