光交換-肖增洋.pptx

1、第十章，光交換，目錄，光分組交換技術光交換和電路交換的比較光交換的特點，光交換的原理，光交換中的波長/頻率光交換，空時光交換，空時光交換是在空間域交換光信號。空間開關的基本原理是使用光開關形成開關矩陣。通過控制開關矩陣，在任何輸入光纖和任何輸出光纖之間建立物理路徑連接。光開關是空時光開關中最基本的功能元件，其基本形式是2*2，如下圖所示。在光開關的輸入端和輸出端有兩根光纖。當光開關處于并聯(lián)狀態(tài)時，從端口1輸入的光信號將從端口3輸出；當光開關處于交叉狀態(tài)時，從端口1輸入的光信號將被切換到端口4進行輸出，從而完成最基本的空間切換。分時交換的原理與程控交換系統(tǒng)中分時交換系統(tǒng)的原理相同，即把一個時隙中

2、的輸入光信號切換到另一個時隙進行輸出的交換方式。時分交換系統(tǒng)使用一種叫做時隙開關的部件來重新排列時間軸上的光信號。時隙開關由空間光開關(光分路器、光復用器)和一組光纖延遲線組成。光纖延遲線是一種光緩沖器。在時分交換過程中，光信號在一個時隙中的傳輸長度被定義為一個基本單位。然后，光信號需要被延遲幾個時隙，以便它可以通過幾個單位長度的光纖延遲線。時分復用光信號被分路器分成每個時隙信號，這些信號通過不同的光纖延遲線，即通過不同的時延，被轉換成相應的時隙，然后所有的時隙信號被復用器復用輸出，完成時分切換，如下圖所示。時分光交換過程示意圖，波分/頻光交換原理，波分光交換是一種根據(jù)光信號波長選擇路徑的交換

3、方式。其基本原理是使用不同波長的WDM信號來區(qū)分每個原始信號。通過改變輸入光信號的波長，將一個波長的光信號轉換成另一個波長的光信號輸出，即實現(xiàn)波長交換，從而實現(xiàn)每個原始信號的交換。波分交換模塊由波長復用器/解復用器、波長選擇空間開關和波長轉換器(波長開關)組成，如下圖所示。在波分交換過程中，利用波長開關實現(xiàn)波分交換。首先通過波分復用器對波分信道進行空間分割，然后改變每個波長信道的波長，然后復用輸出，實現(xiàn)波分變換。波分交換系統(tǒng)可以與使用光波分復用技術的光傳輸系統(tǒng)相匹配。分波交換系統(tǒng)可以與空間分波交換系統(tǒng)或分波交換系統(tǒng)結合形成復合光交換系統(tǒng)。波分/頻分交換過程示意圖，光交換特性，電交換過程，光交換

4、過程，光交換技術分類，光電路交換，1。來自電路交換，2。建立、連接和拆除三個步驟。簡單控制，4。小服務延遲，5。無法有效傳輸具有強突發(fā)性的IP服務，光分組交換，1。或者分組交換2。存儲轉發(fā)3。大延遲和抖動4。根據(jù)交換粒度的不同，可分為光分組交換、光突發(fā)交換、光標簽交換技術和光交換的特點。1.由于光交換不涉及電信號，因此不受電子設備處理速度的限制，并能與高速光纖傳輸速率相匹配，實現(xiàn)高速網絡。2.光交換根據(jù)波長路由和選擇信號，這沒有什么光交換和電路交換的比較，光交換，1。光分組交換的最小單位是光分組；2.它可以提供端到端的光通道或無連接傳輸；3.帶寬利用效率高，可以提供各種服務來滿足客戶的需求；4

5、.將大量交換業(yè)務轉移到光域，使交換容量與WDM傳輸容量相匹配，將光分組技術與OXC、MPLS等新技術相結合，實現(xiàn)網絡優(yōu)化和資源合理利用；5.透明度。電路切換，1。信息傳輸?shù)淖钚挝皇菚r隙；2.面向連接；3.同步時分復用；4.信息傳輸?shù)臒o差錯控制；5.基于呼叫丟失的流量控制；6.信息是透明的。電路交換特性：(在電路交換中，電路可以根據(jù)需要固定或建立。光分組交換技術，光交換可以分為光路交換和光分組交換，對應于電路交換和電交換中的分組交換。光路切換分為三種類型：空分、時分和波分/頻分。光分組交換包括自動柜員機光交換、透明光分組交換、光突發(fā)交換等。光分組交換技術主要包括透明光分組技術、光突發(fā)交換技術、

6、光標簽分組交換技術、光子時隙路由技術等。下面主要介紹透明光分組交換技術和突發(fā)光交換技術。透明光分組交換技術，一般光分組交換節(jié)點的結構模型如圖所示。它主要包括一系列復用器/解復用器、輸入接口、輸出接口、開關矩陣、光存儲器、波長轉換器和開關控制單元模塊。由于光分組交換有同步交換和異步交換兩種交換模式，而同步交換是目前常見的交換模式，本文主要介紹采用同步交換的光分組交換結構模型的功能模塊。(1)解復用器的功能是根據(jù)不同的波長分離輸入光纖上的包，并將它們發(fā)送到輸入接口進行進一步處理。復用器的功能正好相反，根據(jù)波長復用輸出接口的數(shù)據(jù)包。(2)輸入接口輸入接口的功能主要包括：對輸入信號進行整形、定時和再生

7、處理；檢測輸入信號的漂移和抖動；識別分組報頭、有效載荷信息和分組尾部；同步輸入數(shù)據(jù)包，使數(shù)據(jù)包與交換時隙對齊；分組報頭被提取并被移交給交換控制單元進行處理。(3)交換控制單元交換控制單元主要完成交換矩陣中分組路由的控制功能。(4)開關矩陣部分開關矩陣部分包括開關矩陣、光存儲器和波長轉換器。該部分的主要功能是在開關控制單元的控制下完成信號路由工作。(5)輸出接口完成的功能主要包括信號的整形、定時和再生，以彌補信號通過開關矩陣后可能受到的損害；數(shù)據(jù)包的識別和重新同步；向有效載荷添加新的分組報頭；均衡輸出功率，等等。光分組交換幀格式，光分組交換幀結構包括包頭和有效載荷，如右圖所示。包頭包括包同步位和路由標簽，有效載荷包括有效載荷同步位和有效載荷。光突發(fā)交換技術，光突發(fā)交換結構模型光突發(fā)交換節(jié)點控制過程如圖所示。在光突發(fā)交換中，數(shù)據(jù)分為控制包和數(shù)據(jù)包。首先，控制包在控制波長上發(fā)送，主要起到連接的作用；連接建立后，數(shù)據(jù)包在端到端信道