光纤通信新技术课件.pptVIP

事實上，對於單通道光纖通信系統來說，光孤子通信系統的性能並不比在零色散波長工作的常規(非光孤子)系統更好。迴圈光纖間接實驗結果表明，零色散波長常規系統的傳輸速率為2.4Gb/s時，傳輸距離可達21000km，而為5Gb/s時可達14300km。然而，零色散波長系統只能實現單通道傳輸，而光孤子系統則可用於WDM系統，使傳輸速率大幅度增加，因而具有廣闊的應用前景。光交換技術目前的商用光纖通信系統，單通道傳輸速率已超過10Gb/s，實驗WDM系統的傳輸速率已超過3.28Tb/s。但是，由於大量新業務的出現和國際互聯網的發展，今後通信網絡還可能變得擁擠。原因是在現有通信網絡中，高速光纖通信系統僅僅充當點對點的傳輸手段，網路中重要的交換功能還是採用電子交換技術。傳統電子交換機的端口速率只有幾Mb/s到幾百Mb/s，不僅限制了光纖通信網路速率的提高，而且要求在眾多的介面進行頻繁的複用/解複用，光/電和電/光轉換，因而增加了設備複雜性和成本，降低了系統的可靠性。光交換主要有三種方式：?空分光交換?時分光交換?波分光交換雖然採用非同步轉移模式(ATM)可提供155Mb/s或更高的速率，能緩解這種矛盾，但電子線路的極限速率約為20Gb/s。要徹底解決高速光纖通信網存在的矛盾，只有實現全光通信，而光交換是全光通信的關鍵技術。7.3.1空分光交換空分光交換的功能是：使光信號的傳輸通路在空間上發生改變。空分光交換的核心器件是光開關。光開關有電光型、聲光型和磁光型等多種類型，其中電光型光開關具有開關速度快、串擾小和結構緊湊等優點，有很好的應用前景。典型光開關是用鈦擴散在鈮酸鋰(Ti:LiNbO3)晶片上形成兩條相距很近的光波導構成的，並通過對電壓的控制改變輸出通路。圖7.31(a)是由4個1×2光開關器件組成的2×2光交換模組。1×2光開關器件就是Ti:LiNbO3定向耦合器型光開關，只是少用了一個輸入端而已。圖7.31空分光交換(a)2×2光交換單元1×2光交換器件(a)這種2×2光交換模組是最基本的光交換單元，它有兩個輸入端和兩個輸出端，通過電壓控制，可以實現平行連接和交叉連接，如圖7.31(b)所示。圖7.31空分光交換(b)平行連接和交叉連接平行聯接交叉聯接(b)圖7.31(c)是由16個1×2光開關器件或4個2×2光交換單元組成的4×4光交換單元。圖7.31空分光交換(c)4×4光交換單元定向耦合器光波導光信號輸出光信號輸入(c)7.3.2時分光交換時分光交換是以時分複用為基礎，用時隙互換原理實現交換功能的。時分複用是把時間劃分成幀，每幀劃分成N個時隙，並分配給N路信號，再把N路信號複接到一條光纖上。在接收端用分接器恢復各路原始信號，如圖7.32(a)所示。1複接器2N…分接器12N12…N時隙幀(a)圖7.32(a)時分光交換時分複用原理所謂時隙互換，就是把時分複用幀中各個時隙的信號互換位置。如圖7.32(b)，首先使時分複用信號經過分接器，在同一時間內，分接器每條出線上依次傳輸某一個時隙的信號；然後使這些信號分別經過不同的光延遲器件，獲得不同的延遲時間；最後用複接器把這些信號重新組合起來。1234分接器1延遲1延遲22延遲33延遲44(b)複接器輸入輸出4132圖7.32(b)時分光交換時隙互換原理圖7.32(c)時分光交換等效的空分交換12341234(c)圖7.32(c)示出時分光交換的空分等效。7.3.3波分光交換波分光交換(或交叉連接)是以波分複用原理為基礎，採用波長選擇或波長變換的方法實現交換功能的。圖7.33(a)和(b)分別示出波長選擇法交換和波長變換法交換的原理框圖。圖7.33(a)波分交換的原理框圖：波長選擇法交換l1空分交換l2空分交換l3空分交換…lW空分交換l1,l2…lW12…NN…21W