光固化成型技術(shù)論文
光固化成型技術(shù)論文
光交換的優(yōu)點(diǎn)在于光信號(hào)通過(guò)光交換單元時(shí)，無(wú)需經(jīng)過(guò)光電/電光轉(zhuǎn)換，下面是學(xué)習(xí)啦小編整理了光交換技術(shù)論文，有興趣的親可以來(lái)閱讀一下!
光交換技術(shù)論文篇一
關(guān)于光交換技術(shù)應(yīng)用之探討
摘要：光交換的優(yōu)點(diǎn)在于光信號(hào)通過(guò)光交換單元時(shí)，無(wú)需經(jīng)過(guò)光電/電光轉(zhuǎn)換，因此不受監(jiān)測(cè)器和調(diào)制器等光電器件響應(yīng)速度的限制，可以大大提高交換單元的吞吐量。目前，光交換的控制部分主要通過(guò)電信號(hào)來(lái)完成，隨著光子技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)的光交換必將演變成為光控光交換。本文介紹了幾種光交換技術(shù)的基本原理，以及光交換技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用情況，為全光網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)提供了一些參考信息。
關(guān)鍵詞：光交換;網(wǎng)絡(luò)技術(shù);技術(shù)應(yīng)用Abstract:The advantages of optical switching in optical signal through the optical switching unit, without optical-electrical conversion, and therefore not subject to response speed limit monitor and modulator optical devices, can greatly improve the exchange unit throughput. At present, the control part of the main optical switching through the electrical signal to complete, with the development of photonic technology, the future optical switch will evolve into an optical switch. This paper introduces the basic principle of optical switching technology in several, and application of optical switching technology in the communication network, provides some reference information for the planning and construction of all optical network.
Keywords: optical switching; network technology; technology application
中圖分類(lèi)號(hào)：E963 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
引言
隨著通信網(wǎng)傳輸容量的增加，光纖通信技術(shù)也發(fā)展到了一個(gè)新的高度。發(fā)展迅速的各種新業(yè)務(wù)對(duì)通信網(wǎng)的帶寬和容量提出了更高的要求。光纖的巨大頻帶資源和優(yōu)異的傳輸性能，使它成為高速大容量傳輸?shù)乩硐朊劫|(zhì)。隨著WDM技術(shù)地成熟，單根光纖的傳輸容量甚至可以達(dá)到Tb/s的速度。由此也對(duì)交換系統(tǒng)的發(fā)展提供了壓力和動(dòng)力，尤其是在全光網(wǎng)中，交換系統(tǒng)所需處理的信息甚至可達(dá)到幾百至上千Tb/s。運(yùn)用光子技術(shù)實(shí)現(xiàn)光交換已成為迫切需要解決的問(wèn)題。
1. 光交換技術(shù)基本原理
光交換的優(yōu)點(diǎn)在于光信號(hào)通過(guò)光交換單元時(shí)，無(wú)需經(jīng)過(guò)光電/電光轉(zhuǎn)換，因此不受監(jiān)測(cè)器和調(diào)制器等光電器件響應(yīng)速度的限制，可以大大提高了交換單元的吞吐量。目前比較成熟的光換技術(shù)主要有以下幾種類(lèi)型：
1.1 光電交換技術(shù)
主要原理是利用光電晶體材料的波導(dǎo)組成輸入輸出端之間搭建波導(dǎo)通路。并使兩條通路之間構(gòu)成Mach-Zehnder干涉結(jié)構(gòu)，其相位差可以通過(guò)施加在通路上的電壓控制。當(dāng)通路上的驅(qū)動(dòng)電壓使兩通路上的相位差發(fā)生改變時(shí)，就可以利用干涉效應(yīng)將信號(hào)送到目的輸出端。這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)1×2和2×2的交換配置，其交換速度較快(達(dá)到ns級(jí))，但它的介入損耗、極化損耗和串音較嚴(yán)重，對(duì)電漂移較敏感，通常需要較高的工作電壓。
1.2 光機(jī)械交換技術(shù)
這種技術(shù)通過(guò)移動(dòng)光纖終端或棱鏡將光線(xiàn)引導(dǎo)或反射到輸出光纖，原理十分簡(jiǎn)單，成本也較低，但只能實(shí)現(xiàn)ms級(jí)的交換速度。
1.3 熱光交換技術(shù)
采用可調(diào)節(jié)熱量的聚合體波導(dǎo)作為介質(zhì)，然后通過(guò)分布于聚合堆中的薄膜加熱元素控制。當(dāng)電流通過(guò)加熱器時(shí)，波導(dǎo)分支區(qū)域內(nèi)的熱量分布將發(fā)生改變，進(jìn)而改變波導(dǎo)的折射率，這樣可以將光耦合從主波導(dǎo)引導(dǎo)至目的分支波導(dǎo)。這種光交換的速度可達(dá)μs級(jí)，器件體積也非常小，但介入損耗較高、串音嚴(yán)重、消光率較差、耗電量較大、并需要良好的散熱器。
1.4 液晶光交換技術(shù)
這種光交換通過(guò)液晶片、極化光束分離器(PBS)或光束調(diào)相器來(lái)實(shí)現(xiàn)。液晶片的作用是旋轉(zhuǎn)入射光的極化角。當(dāng)電極上沒(méi)有電壓時(shí)，經(jīng)過(guò)液晶片光線(xiàn)的極化角90°，當(dāng)電壓加在液晶片的電極上時(shí)，入射光束將維持其極化狀態(tài)不變。PBS或光束調(diào)相器起路由器作用，將信號(hào)引導(dǎo)至目的端口。對(duì)極化敏感或不敏感的矩陣交換機(jī)都能利用此技術(shù)。該技術(shù)可以構(gòu)造多通路交換機(jī)，缺點(diǎn)是損耗大、熱漂移量大、串音嚴(yán)重、驅(qū)動(dòng)電路也較昂貴。
1.5 聲光交換技術(shù)
它是在光介質(zhì)中加入橫向聲波，將光線(xiàn)從一根光纖準(zhǔn)確地引導(dǎo)至另一根光纖。聲光交換可以達(dá)到弘s級(jí)交換速度，可用于構(gòu)建端口數(shù)較少的交換機(jī)。用這種技術(shù)制成的交換機(jī)的損耗隨波長(zhǎng)變化較大，驅(qū)動(dòng)電路也較昂貴。
1.6 采用微電子機(jī)械技術(shù)(MEM)的光交換技術(shù)
這種光交換的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)二維易鏡片陣，當(dāng)進(jìn)行光交換時(shí)，通過(guò)移動(dòng)光纖末端或改變鏡片角度，把光直接送到或反射到交換機(jī)的不同輸出端。采用微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)可以在極小的晶片上排列大規(guī)模機(jī)械矩陣，其響應(yīng)速度和可靠性大大提高。這種光交換實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易，插入損耗低、串音低、消光好、偏振和基于被長(zhǎng)的損耗也非常低，對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)能力良好，功率和控制電壓較低，并具有閉鎖功能;缺點(diǎn)是交換速度只能達(dá)到ms級(jí)。
1.7 光標(biāo)記交換技術(shù)技術(shù)
這種技術(shù)是指通過(guò)利用各種方法在光包上打上標(biāo)記，即把光包的包頭地址信號(hào)用各種方法打在光包上，這樣在光交換節(jié)點(diǎn)上根據(jù)光標(biāo)記來(lái)實(shí)現(xiàn)全光交換。基于這種原理實(shí)現(xiàn)的光交換稱(chēng)為光標(biāo)記交換OLS(optical label switch)。光標(biāo)記的產(chǎn)生和提取是光標(biāo)記交換的核心技術(shù)。光標(biāo)記信號(hào)一般是Mbit/s量級(jí)的低速率信號(hào)，而光包的傳輸速率都在Gbit/s量級(jí)上，將低速的標(biāo)記信號(hào)加在高速的光包信號(hào)上，可以根據(jù)不同的機(jī)制采用不同的方法。光調(diào)制有三種方式：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相，目前光標(biāo)記的產(chǎn)生大多數(shù)也是從這三方面入手，光標(biāo)記的提取本質(zhì)上是把光標(biāo)記從復(fù)用信號(hào)中分離出來(lái)?；谡{(diào)幅產(chǎn)生的光標(biāo)記大多用半導(dǎo)體光放大器(SOA)、普通光纖和半導(dǎo)體激光放大器的非線(xiàn)性效應(yīng)的交叉相位調(diào)制、交叉增益調(diào)制和四波混頻(FWM)等原理來(lái)提出光標(biāo)記;基于調(diào)頻產(chǎn)生的光標(biāo)記一般采用載波解復(fù)用方法;基于調(diào)相產(chǎn)生的光標(biāo)記方法可以利用光的干涉原理來(lái)提取光標(biāo)記信號(hào)。
綜上所術(shù)，目前光交換技術(shù)存在多種類(lèi)型，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求采用。而這些光交換技術(shù)，控制部分主要通過(guò)電信號(hào)來(lái)完成，隨著光子技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)的光交換必將演變成為光控光交換。
2. 光交換技術(shù)在全光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
目前，光交換技術(shù)在全光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用主要有以下幾種情況：
2.1 IP包的全光標(biāo)記交換
IP包由源節(jié)點(diǎn)發(fā)出，經(jīng)過(guò)核心光網(wǎng)絡(luò)傳送和交換標(biāo)記后到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。在核心光網(wǎng)絡(luò)的接入處，邊緣路由器通過(guò)添加副載波復(fù)用(SCM)標(biāo)記且對(duì)IP包重新包封;在核心光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，全光核心路由器通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和SCM標(biāo)記交換，對(duì)新的IP包進(jìn)行選路和傳遞;當(dāng)IP包離開(kāi)核心光網(wǎng)絡(luò)時(shí)，邊緣路由器移去其SCM標(biāo)記，并進(jìn)行一次波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。IP包標(biāo)記交換具有低延遲低開(kāi)銷(xiāo)的特點(diǎn)，簡(jiǎn)化了IP包的傳送，使數(shù)據(jù)速率可達(dá)到Tb/s級(jí)。另外，IP包標(biāo)記交換避免了路由查詢(xún)，減少了通過(guò)IP層的包數(shù)量，并支持其它協(xié)議。
2.2 突發(fā)數(shù)據(jù)交換
它是一種光的分組交換。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包含兩種光分組：路由信息的控制分組和承載業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)分組。控制分組中的控制信息要通過(guò)路由器的電子處理，數(shù)據(jù)分組則無(wú)須進(jìn)行光電/電光轉(zhuǎn)換和電子路由器的轉(zhuǎn)發(fā)，直接在端到端的透明傳輸信道中傳輸?？刂品纸M在WDM傳輸鏈路中的某一特定信道中傳送，每個(gè)突發(fā)的數(shù)據(jù)分組對(duì)應(yīng)一個(gè)控制分組，控制分組先于數(shù)據(jù)分組傳送，通過(guò)“數(shù)據(jù)報(bào)”或“虛電路”路由模式指定路由器分配空閑信道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信道的帶寬資源動(dòng)態(tài)分配。數(shù)據(jù)信道與控制信道的隔離簡(jiǎn)化了突發(fā)數(shù)據(jù)交換的處理，而且控制分組長(zhǎng)度十分短，因此可以實(shí)現(xiàn)高速處理。
2.3 自動(dòng)保護(hù)倒換(APS)
目前大多數(shù)光纖網(wǎng)絡(luò)都有兩條以上的光纖路由與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)相連。當(dāng)光纖斷裂或轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)光交換，光信號(hào)能方便地避開(kāi)故障地光纖或轉(zhuǎn)發(fā)器，重新選擇到達(dá)目的地的有效路由，從而完成自動(dòng)恢復(fù)。
2.4 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控
在光傳送網(wǎng)中，可以通過(guò)光交換讓用戶(hù)取出信號(hào)或插入一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不干擾網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸。通過(guò)光交換機(jī)將多條光纖連接到一個(gè)光時(shí)域反射計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖鏈路的監(jiān)控，準(zhǔn)確地對(duì)光纖鏈路上的故障進(jìn)行定位。光纖器件的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試：通過(guò)多通道的光交換，對(duì)光纖器件進(jìn)行在線(xiàn)測(cè)試。通過(guò)監(jiān)視每一個(gè)對(duì)應(yīng)測(cè)試參數(shù)的交換通道，可以不間斷地測(cè)試多個(gè)部件。光交換技術(shù)還廣泛用于光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)中。
3. 結(jié)語(yǔ)
隨著通信網(wǎng)絡(luò)需求的不斷提升，全光網(wǎng)絡(luò)的搭建將全面開(kāi)展，對(duì)光交換技術(shù)的要求必然提高。我們需要密切跟進(jìn)光交換技術(shù)的發(fā)展，并通過(guò)實(shí)際運(yùn)用和測(cè)試做進(jìn)一步的檢驗(yàn)和開(kāi)發(fā)。
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