通信工程師考試交換技術(shù)培訓(xùn)光交換的概念

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6.4 光交換技術(shù)

6.4.1 光交換的概念

21世紀(jì)的通信網(wǎng)應(yīng)該是能提供各種通信業(yè)務(wù)的、具有巨大通信能力的B-ISDN.網(wǎng)路業(yè)務(wù)將以寬帶視頻和髙速數(shù)據(jù)及普通話音業(yè)務(wù)為主。為提供這些業(yè)務(wù)，需要高速、寬帶、大容量的傳輸系統(tǒng)和寬帶交換系統(tǒng)。

多年來，光纖已成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介。在一些發(fā)達(dá)，每秒數(shù)百兆比特的視頻通信業(yè)務(wù)可能會(huì)像現(xiàn)在的電話通信一樣普及，網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)所需容量是現(xiàn)有電話網(wǎng)的1000?10000倍，其交換節(jié)點(diǎn)容量至少是太比特（Tbit/s）級(jí)的。

以電子技術(shù)為基礎(chǔ)的交換方式，無論是數(shù)字程控，還是適合B-ISDN的ATM方式，它們的交換容量都要受到電子器件工作速度的限制。在這種情況下，人們對(duì)光交換的關(guān)心日益增加，因?yàn)楣饨粨Q技術(shù)在交換高速寬帶信號(hào)上優(yōu)于電交換，研究和開發(fā)具有髙速寬帶大容量交換潛力的光交換技術(shù)勢(shì)在必行。

光交換被認(rèn)為是為未來寬帶通信網(wǎng)服務(wù)的新一代交換技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)主要集中在以下幾方面。

①極寬的帶寬。光交換技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是它的比特速率透明性，即相同的光器件能應(yīng)用于比特速率不同的系統(tǒng)。一個(gè)光開關(guān)就可能有每秒數(shù)百吉比特（Gbit/s）的業(yè)務(wù)吞吐量，可以滿足大容量交換節(jié)點(diǎn)的需要。

②運(yùn)行速度快。由于電子器件受到電子電路的電阻電容延時(shí)和載流子渡越時(shí)間的限制，其運(yùn)行速度較高只有20Gbit/s左右。電驅(qū)動(dòng)的光開關(guān)也要受到電子電路工作速度的限制。而光控光開關(guān)速度可達(dá)nr12秒級(jí)，利用光控器件就能實(shí)現(xiàn)超高速的全光交換網(wǎng)。

③光交換與光傳輸匹配可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)全光通信網(wǎng)。從通信發(fā)展演變的歷史可以看出交換遵循傳輸形式的發(fā)展規(guī)律：模擬傳輸導(dǎo)致機(jī)電制交換，數(shù)字傳輸導(dǎo)致引入數(shù)字交換。那么，傳輸系統(tǒng)普遍采用光纖，很自然導(dǎo)致光交換。通信全過程由光完成，從而構(gòu)成完全光化的通信網(wǎng)，有利于高速大容量的信息通信。

④降低網(wǎng)絡(luò)成本，提髙可靠性。光交換無須進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，以光的形式直接實(shí)現(xiàn)用戶閭的信息交換，省去了進(jìn)入交換系統(tǒng)前后的光/電、電/光變換這一環(huán)節(jié)，這對(duì)提高通信質(zhì)量和可靠性，降低網(wǎng)絡(luò)成本都大有好處。

⑤模擬傳輸與數(shù)字傳輸均可進(jìn)行光交換，避免了寬帶電交換系統(tǒng)功耗大、串?dāng)_嚴(yán)重等問題。

⑥具有空間并行傳輸信息的特性。光交換不受電磁波影響，可在空間并行進(jìn)行信號(hào)處理和單元連接，可做二維或三維連接而互不干擾，是增加交換容量的新途徑。

⑦光器件體積小，便于集成。從理論上說，光器件可趨向最小極限K（λ指光的波長(zhǎng)）。在實(shí)際應(yīng)用中，光器件與電子器件相比，體積更小，集成度更高，并可提高整體處理能力。