新的光交換機(jī)技術(shù)

現(xiàn)在有了基于熱學(xué)、液晶、聲學(xué)和微機(jī)電（MEM：Micro－Electro－Mechanical）技術(shù)的光交換機(jī)。

熱光交換機(jī)采用了和調(diào)節(jié)熱量的聚合作波導(dǎo)。交換由公布于聚合體堆中的薄膜加熱元素控制。當(dāng)電流通過加熱器時(shí)它改變了波導(dǎo)分支區(qū)域內(nèi)的熱量分布,從而改變了折射率,這樣就可將光耦會(huì)從生波導(dǎo)引導(dǎo)至目的分支波導(dǎo)。這種光交換機(jī)的體積非常小，能實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的交換速度。它的缺點(diǎn)在于介入損耗較高，串音較嚴(yán)重，消光率較低，耗電量較大，并且要求有良好的散熱器。

液晶光交換機(jī)內(nèi)包含有液晶片極化光束分離器（PBS）或先來調(diào)相器。液晶片的作用是旋轉(zhuǎn)入射光的極化角。當(dāng)電極上沒有電壓時(shí)，經(jīng)過液晶片的光線的極化角為90度，當(dāng)有電壓加在液晶片的電極上時(shí)，入射光束將維持它的極化狀態(tài)不變。PBS或光束調(diào)相器起路由器的作用，將信號(hào)引導(dǎo)到目的端口。對(duì)極化敏感或不敏感的矩陣交換機(jī)都能利用這種技術(shù)。

當(dāng)使用向列的液晶時(shí)，交換機(jī)的交換速度大約為100毫秒，當(dāng)使用鐵電的液晶時(shí)，交換速度為10微秒。使用液晶技術(shù)可以構(gòu)造多通路交換機(jī)，但它的缺點(diǎn)是損耗較大，熱漂移量較大，串音較嚴(yán)重，驅(qū)動(dòng)電路也比較昂貴。

第三種光交換機(jī)是基于聲光技術(shù)的。在這種交換機(jī)中，通過在光介質(zhì)（例如TeO2晶體）中加入橫向聲波，可以將光線從一根光纖準(zhǔn)確地引導(dǎo)到另一極光纖。

聲光交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的交換速度。利用這種技術(shù)可以方便地構(gòu)建端口數(shù)較少的交換機(jī)。但是它并不適于矩陣交換機(jī)，這是因?yàn)樾枰獜?fù)雜的系統(tǒng)通過改變頻率來控制交換機(jī)。此外，這種交換機(jī)的表耗隨波長變化較大，驅(qū)動(dòng)電路也比較昂貴。

另一種令人感興趣的交換機(jī)采用了MEM技術(shù)能在空閑的空間內(nèi)調(diào)節(jié)光束。目前已經(jīng)開發(fā)出了多種MEM交換機(jī)，它們采用了不同類型的特殊微光器件，這些器件由小型化的機(jī)械系統(tǒng)激活。

MEM交換機(jī)的憂點(diǎn)在于體積小集成度高，并可像集成電路那樣大規(guī)模生產(chǎn)。但要想使MEM成為一種可行的有利可圖的替代技術(shù)還需要在生產(chǎn)過程上作進(jìn)一步的努力。

光子網(wǎng)絡(luò)中的光交換機(jī)

除了傳統(tǒng)的應(yīng)用外，光交換機(jī)還將在新興的多通路、可重新配置的光子網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來越重要的作用。要想使全光同成為現(xiàn)實(shí)就需要實(shí)現(xiàn)諸如DWDM，光分插復(fù)用器（OADM）和先交叉連接設(shè)備（OXC）這樣的技術(shù)。

到目前為止，DWDM已經(jīng)成為在長距離和城域網(wǎng)通信應(yīng)用中主要使用的全光同技術(shù)。在一個(gè)用戶不斷增長的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中引入OADM和OXC網(wǎng)元將有助于靈活地使用和分配波長。這些新的網(wǎng)元可以幫助運(yùn)營商在光子層重新配置網(wǎng)絡(luò)流量已獲得***的數(shù)據(jù)傳輸，并能在鏈路發(fā)生故障時(shí)迅速恢復(fù)。全光網(wǎng)最終會(huì)丟棄緩慢而昂貴的光電轉(zhuǎn)換器，從而使未來的網(wǎng)絡(luò)以更迅速更經(jīng)濟(jì)的方式運(yùn)行。    OADM和OXC都需要更大的光交換容量。

 通過使用光交換機(jī)，OADM可以在網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)節(jié)點(diǎn)從WDM信號(hào)中選出并卸下一個(gè)波長，然后再在原波長上加入一個(gè)新的信號(hào)繼續(xù)向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸。這種功能極大地加強(qiáng)了全光網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載管理能力。    在一個(gè)簡單的OADM設(shè)計(jì)中 ，2*2光交換機(jī)和DWDM復(fù)用／解復(fù)用過濾器可以裝進(jìn)一個(gè)模塊以實(shí)現(xiàn)波長的選擇性分插功能。在這種OADM中加入可變衰減器，光子探測器等部件，還能發(fā)展出一些新的無功能。

在DWDM網(wǎng)絡(luò)中，OXC能在M*N的光纖輸入輸出之間提供動(dòng)態(tài)的交換連接。這樣，光交叉連接交換機(jī)就能在矩陣配置寧提供無阻塞的一到多連接。OXC能提高網(wǎng)絡(luò)的生存能力，降低網(wǎng)管成本，在光子層重新配置信號(hào)路由，這樣就不再需要復(fù)殺而昂貴的數(shù)字交換機(jī)了。OXC操作于光城，這樣就可憑借其波長、比特率和協(xié)議透明性等特點(diǎn)容納未來的T比持?jǐn)?shù)據(jù)沈。

光交換機(jī)的未來   

除了上面討論的多種多樣的光交換機(jī)外，由于在OADM和OXC應(yīng)用中提出了更高的速率、性能和可靠性要求，新的和改進(jìn)的交換機(jī)技術(shù)還在不斷涌現(xiàn)?；诠饫w的非強(qiáng)性特征的全光交換設(shè)備就是新出現(xiàn)的技術(shù)。使用非線性定向耦合器作為光交換機(jī)就是其中一例。耦臺(tái)器由靠得很近的兩根針芯組成。當(dāng)兩極料芯的相位先配時(shí)，纖芯會(huì)分開，從而產(chǎn)生了開關(guān)效應(yīng)。由于又換是在光纖內(nèi)完成的，這種交換機(jī)具有較高的交換速度，較低的損耗，并在矩陣配置中可實(shí)現(xiàn)多級(jí)級(jí)聯(lián)，因此很有希望在未來的光網(wǎng)絡(luò)中采用。

由于光網(wǎng)絡(luò)容量持續(xù)擴(kuò)展，而電又換機(jī)不適應(yīng)超過吉比特速率的要求，開發(fā)高速高性能的交換機(jī)就成為必然的趨勢。當(dāng)出現(xiàn)更有效的信號(hào)管理方式時(shí)，全光同給最終會(huì)變成事實(shí)。在未來的大容量光網(wǎng)絡(luò)中，光交換機(jī)必將起到關(guān)鍵的作用。

光交換機(jī)的內(nèi)容不僅僅局限于以上這些內(nèi)容，希望大家多多掌握。

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