现代传输通信中的光交换技术探讨

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  摘 要:随着社会的通信科技研发,人们对通信领域的水平要求也更加严格,为了保证通信过程中达到信息交流的快速化、全面化以往的通信电交换方式已经不可取了,因此光交换技术的问世恰恰解决了这一领域的问题,此外为了更好地满足人们对通信系统的要求光交换技术也在不断完善的过程中。
  关键词:光交换技术;通讯领域应用;技术探讨
  引言:对于以往人们通信的要求而言现代化通信往往是由以下几点要求的,更快的传递信息达到通信目的,范围更广的传递信息,以及信息交换更方便,因此针对与现代网络交流的通信而言光转换技术可谓是满足了绝大部分人的通信要求,因此本文就光交换技术展开探讨。
  一、光交换的分类
  我们把不经过光/电转换器的转换,就能直接将光信号输入端交换到光输出端的交换方式叫做光交换。从波长和组数方面可以分类,分为光路光交换和分组光交换。
  1.光路光交换
  光路光交换实质是一种光的电路交换方式。基于光分插复用器OADM(Optical Add Drop Multiplexer)和光复交叉连接OXC(0Ptical Cross Connect)的作用,波长路由方式比较灵活,是通过控制平面的双向信令建立传输链路,建立传输信道后分配相应波长信号。
  在DWDM网络中,以波长交换的形式实现。在相邻节点的每条链路, 一个交换的光通道对应一个波长。其优点是速度快、数据传输效率高,而且透明性高,非常适合SDH网络的建立使用。OCS网络资源的处理粒度采用波长作为区分,如果波长数有限制时,必须把一部分进行光/电/光转换,这样能避免出现数据拥塞,在普通的处理方式是采用动态分配方式,这种方式的缺点非常明显,响应建立时间非常长。OCS与多协议标签交换结合,形成的多协议波长交换技术可以实现智能化动态波长链路路由和保护的功能。下面我们谈谈此交换方式的缺点,它本质是电路交换,电路交换的固有缺点就是在数据传输链接中,所有节点必须维持信道资源,而且这种状况必须维持到传输结束,这时候信道方能拆除,问题在于即使信道资源没有被占用,这时其他数据也无法使用该信道,这样的低使用效率,就导致信道的利用率大大降低,对应的宽带使用率也大大的降低。
  2.分组光交换
  基于分组的光开关基于时分复用,切换功能,以实现利用时隙交换的原理。时分复用:时间划分的每个帧分成N个时隙的划分和分配给N个信号,然后将N个信号复用成一个单一的线路。在接收端,以与各路信号分离器恢复原始信号。时隙交换:时分多路帧信号交换的每个时隙的位置。先通过解复用器的复用信号,在同一时间,多路分用器的每个信号插座依次发送的每个时隙;然后通过这些不同的光延迟装置,该延迟时间来获得不同的信号;持续使用多路复用器来重新结合的信号。
  OPS的核心节点的结构包括复用/解复用器、输入和输出接口以及内部的缓冲器和控制器。输入接口的功能是:(1)输入数据信号形成形成一个完善的质量信号;(2)检测信号漂移和抖动;(3)使每个分组的开始和结束都安排适当有效载荷;(4)对齐数据包采集同步和切换时间插槽;(5)传送信头给控制器;(6)外部传输波长转换为内部开关。输出接口必须完成的功能:输出信号形成克服了开关板造成的串扰和破坏,恢复的信号质量;对信息的有效载荷,根据需要内部波长转换为外部使用波长;由于信号的开关板的距离不同,插入损失是不同的,因此信号功率不同,需要有一个平衡的输出功率。
  二、光交换技术的特点
  光交换技术是没有任何光/电转换的输入光信号的光电场被直接切换到一个不同的输出。光交换技术可以分成光路光交换和分组交换的类型的类型,前者可以使用光分插复用器,交叉连接等设备来实现的,而后者则需要较高性能的光学部件。自2001年以来的光逻辑器件的发展,并且也比较简单,控制部件的复杂性,不能完成现有的国际光分组交换单元也由电信号控制的,所谓的电控光开关的逻辑处理功能。随着科技的发展,光学元件,光交换技术的发展趋势,最终将光控光开关。
  光交换系统技术所涉及的自由交换技术,时分交换,波分复用/频分开关,码分开关和复杂的交换技术,其中包括一个波导空分交换技术和交换光谱技术的自由空气的空间。光分组交换技术所涉及的系统包括:光分组交换,光突发交换,光标记分组交换技术,光子时隙路由技术。
  光交换技术已经实用化。光分组交换技术,在2010年以前主要是在实验室研究和功能的实现,以确保信号传输和用户使用的所有光波技术之间的交流。其中,光分组交换和光突发交换光交换技术最发达的一个热点技术的价值,而且还全光网络的核心技术,将有广阔的市场前景。
  通信网络的所有光学平台的逐步发展,优化的路由,保护和自愈网络正在成为在光通信领域中越来越重要。光交换技术,保证了网络的可靠性,可提供灵活的信号路由平台。一种波长转换器,突发分组的情况下可以在不同波长上的竞争超出了指定的输出线。这种解决方案是有竞争力的分组延迟方面是最合适的线路交换,同时也为光分组/突发交换网络中,但需要快速可调谐变换器。最近的研究表明,一个光学波长交换网络是最有前途的替代方案的分组交换中的一个,它可以最有效地减少光分组/突发分组丢失率,特别是应用于多波长DWDM系统,以便快速可调波长转换器是目前一个关注度极高的研究项目。
  三、光交换的方式及应用
  光信号的分割复用方式有3种:空分、时分和波分。相应也有空分、时分和波分3种光交换。分别完成空分信道、时分信道和波分信道的交换。这3种变换方式的特点和其实现方案各不相同。若光信号同时采用2种及以上交换方式则称复合光交换。
  1.空分光交换器
  其基本原理是空分交换光开关元件阵列的开关和开关阵列的正确控制。本质上,它完成对空间域的光信号交换过程。可以在输入和输出光纤形成通路之间的任何方式。用于空分交换元件一般可以分为机械开关,光电转换,复杂的波导型,反射型激光二极管门开关。波导,并且平行于波导之间的相位差的长度存在两种变化,因此需要选择适当的参数,波束波导是完全交错,如果在一定的电压施加到电极上,且相的折射率差异是可以改变的。
  2.时分光交换器
  时分复用是通信网中普遍采用的一种复用方式。光时分复用和电时分复用类似,也是把一条复用信道划分成若干个时隙,每个基带数据光脉冲流分配占用一个时隙,N个基带信道复用成高速光数据流信号进行传输。
  这一技术特点是以完成时间的频谱交换,交换必须有一个插槽插槽插槽实现输入信号切换输出功能。交换所必须完成顺序写入内存插槽时分复用信号,然后依次读出,从而完成时隙交换。第一时分多路复用光信号通过光分路器,以便只有一个出口在同一时间每个光信号的时隙:利用光纤延迟线原理分时开关然后让这些光信号是不同的延迟,以得到不同的延迟时间;最后,这些信号是由连接的光组合复用,以完成一个时分交换机。
  3.波分光交换器
  一般来说,在光波复用系统中源端和目的端,都可以采用相同的波长来传递信号,如多路复用中不采用相同波长,这就势必导致每个终端都将越来越复杂。波分光交换所需波长交换器是先用分解复用器将光波分信道空间分割开,对每个波长信道分别进行波长交换(w/c),交换后复用,经由一条光纤输出。未来光交换技术的必将推动通信网络的大发展,大容量、高速率时代必将到来。相信在不久的将来,我国光交换网络技术一定成为带动通信技术大发展的有效动力,通信技术必将进入高效、高质的发展阶段。
  结束语:为了满足现代化社会对通信市场的需求光交换技术已经逐渐取代了从前的电交换技术,在这一领域上已经达到了基本普及的状态,因此在了解以及广泛应用光交换技术的同时也要多加注意新型技术的研发,或者关转换技术的深度开发革新,是技术真正满足与需求。■
  参考文献
  [1] 漆澍,李乐民. 几种光网络交换技术的比较[J]. 物探化探计算技术. 2004(04)
  [2] 田胜,李丹. 光交换技术及其应用[J]. 数据通信. 2005(01)
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