光交换技术原理是什么光交换技术原理介绍光交换技术的实用意义

2023-08-21 00:46:55

光交换技术,光交换技术原理是什么?

光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。光路交换又可分成三种类型，即空分(SD)、时分(TD)和波分/频分(WD/FD)光交换，以及由这些交换组合而成的结合型。其中空分交换按光矩阵开关所使用的技术又分成两类，一是基于波导技术的波导空分，另一个是使用自由空间光传播技术的自由空分光交换。光分组交换中，异步传送模式是近年来广泛研究的一种方式。

日本开发了两种空分光交换系统――多媒体交换系统和模块光互连器。两种系统均采用8×8二氧化硅光开关。多媒体光交换系统支持G4传真、10Mpbs局域网和400Mpbs的高清晰度电视。

【资料图】

光时分交换技术开发进展很快，交换速率几乎每年提高一倍。1996年推出了世界上第一台采用光纤延迟线和4×4铌酸锂光开关的32Mpbs时分复用交换系统。光波分交换能充分利用光路的宽带特性，不需要高速率交换，技术上较易实现。1997年采用高速MI(Michelson Interferometer)波长转换器的20Gbps波分复用光交换系统问世。

采用极短脉冲的超高速ATM光交换机较为普遍，交换容量可达64Gpbs，目前已有实验样机。

1 光分组网络的分类

2 光分组交换技术特点

3 光分组技术的制约因素

4 光突发交换的应用前景

5 光突发交换技术中的问题

6 光交换系统中的技术热点

7 光交换的市场前景

8 缘起

9 ASON 的特点

10 ASON 的组成

11 ASON 业务连接类型

12 现网中应用ASON 业务需要解决的问题

光交换技术

密集波分复用技术的进步使得一根光纤上能够承载上百个波长信道，传输带宽最高记录已经达到了T比特级。同时，现有的大部分情况是光纤在传输部分带宽几乎无限——200Tb/s，窗口200nm。相反，在交换部分，仅仅只有几个Gb/s，这是因为电子的本征特性制约了它在交换部分的处理能力和交换速度。所以，许多研究机构致力于研究和开发光交换/光路由技术，试图在光子层面上完成网络交换工作，消除电子瓶颈的影响。当全光交换系统成为现实，就足够可以满足飞速增长的带宽和处理速度需求，同时能减少多达75%的网络成本，具有诱人的市场前景。

光交换技术

光信号处理可以是线路级的、分组级的或比特级的。WDM光传输网属于线路级的光信号处理，类似于现存的电路交换网，是粗粒度的信道分割;光时分复用OTDM 是比特级的光信号处理，由于对光器件的工作速度要求很高，尽管国内外的研究人员做了很大努力，但离实用还有相当的距离;光分组交换网属于分组级的光信号处理，和OTDM相比对光器件工作速度的要求大大降低，与WDM相比能更加灵活、有效地提高带宽利用率。随着交换和路由技术在处理速度和容量方面的巨大进步，OPS技术已经在一些领域取得了重大进展。

光分组网络的分类

全光分组交换网可分成两大类：时隙和非时隙。在时隙网络中，分组长度是固定的，并在时隙中传输。时隙的长度应大于分组的时限，以便在分组的前后设置保护间隔。在非时隙网络中，分组的大小是可变的，而且在交换之前，不需要排列，异步的，自由地交换每一个分组。这种网络竞争性较大，分组丢失率较高。但是结构简单，不需要同步，分组的分割和重组不需要在输入输出节点进行，更适合于原始IP业务，而且缓存容量较大的非时隙型网络性能良好。

光分组交换技术特点

在光网络设计中，对网络设计者来说，非常重要的是减少当前网络中协议层的数目，保留已有功能，并尽量利用现有的光技术。而光分组交换技术独秀之处在于：

大容量、数据率和格式的透明性、可配置性等特点，支持未来不同类型数据

能提供端到端的光通道或者无连接的传输

带宽利用效率高，能提供各种服务，满足客户的需求

把大量的交换业务转移到光域，交换容量与WDM传输容量匹配，同时光分组技术与OXC、MPLS等新技术的结合，实现网络的优化与资源的合理利用因而，光分组交换技术势必成为下一代全光网网络规划的“宠儿”。

光分组技术的制约因素

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。光分组交换技术与电分组技术相比，光分组交换技术经历了近10年的研究，却还没有达到实用化，主要有两大原因：第一是缺乏深度和快速光记忆器件，在光域难以实现与电路由器相同的光路由器;第二是相对于成熟的硅工业而言，光分组交换的集成度很低，这是由于光分组本身固有的限制以及这方面工作的不足造成的。通过近期的技术突破与智能的光网络设计，可充分地利用光与电的优势来克服这些不利因素。

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