下一代網絡的關鍵交換技術 - 現(xiàn)代交換技術論文參考模板

1、下一代網絡的關鍵交換技術摘要近年來，由于通信技術的不斷發(fā)展，人們對新業(yè)務需求的增加，給通信事業(yè)的發(fā)展帶來了新的挑戰(zhàn)，當前迫切需要一個能夠將語音、數(shù)據(jù)和圖像融合在一起的網絡。通信網絡正在從電路交換向以軟交換為核心的下一代網絡演進。下一代網絡NGN(Next Generation Network)是一個綜合性的開放網絡，它以分組交換技術為基礎，以軟交換技術為核心。NGN需要得到許多新技術的支持，關鍵技術是軟交換技術、高速路由/交換技術、大容量光傳送技術和寬帶接入技術。隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務需求的發(fā)展，適應移動數(shù)據(jù)、移動計算及移動多媒體運作需要的第四代移動通信開始興起，2013年12月4日下午，工

2、業(yè)和信息化部向中國聯(lián)通、中國電信、中國移動正式發(fā)放了第四代移動通信業(yè)務牌照（TD-LTE），此舉標志著中國電信產業(yè)正式進入了4G時代，這將大大有利于下一代網絡的發(fā)展，下一代網絡的建設成為越來越重要的話題之一。本文探討的是下一代網絡的關鍵交換技術：軟交換技術和光交換技術，及其所支持的下一代網絡技術?！娟P鍵詞】 軟交換 光交換 光纖通信 下一代網絡 NGN1 / 19一、下一代網絡(Next Generation Network)1、NGN概述NGN是下一代網絡的簡稱，國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組織ITU-T對NGN的定義如下：NGN是基于分組的網絡，能夠提供電信業(yè)務；利用多種寬帶能力和QoS保證

3、的傳送技術；其業(yè)務相關功能與其傳送技術相獨立。NGN使用戶可以自由接入到不同的業(yè)務提供商；NGN支持通用移動性。NGN具有以下特點：NGN屬于電信網絡，支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務；支持實時/非實時的業(yè)務，同時應支持業(yè)務的個性化、業(yè)務的移動性；分組傳送；控制功能從承載、呼叫/會話、應用/業(yè)務中分離；業(yè)務提供與網絡分離，提供開放接口；利用各基本的業(yè)務組成模塊，提供廣泛的業(yè)務和應用(包括實時、流、非實時和多媒體業(yè)務)；具有端到端QoS和透明的傳輸能力；通過開放接口與傳統(tǒng)網絡互通；具有通用移動性；允許用戶自由地接入不同業(yè)務提供商；支持多樣標志體系，并能將其解析為IP地址以用于IP網絡路由；同一業(yè)務具有

4、統(tǒng)一的業(yè)務特性；融合固定與移動業(yè)務；業(yè)務功能獨立于底層傳送技術；適應所有管理要求，如應急通信、安全性和私密性等要求。 2、NGN的主要支持技術 NGN需要得到許多新技術的支持，如:采用軟交換技術實現(xiàn)端到端業(yè)務的交換；采用IP技術承載各種業(yè)務，實現(xiàn)三網融合；采用IPv6技術解決地址問題，提高網絡整體吞吐量；采用MPLS(多協(xié)議標簽交換)實現(xiàn)I層和多種鏈路層協(xié)議(ATM/FR、PPP、以太網，或SDH、光波)的結合；采用OTN(光傳輸網)和光交換網絡解決傳輸和高帶寬交換問題；采用寬帶接入手段解決“最后一公里”的用戶接入問題。因此實現(xiàn)NGN的關鍵技術是軟交換技術、高速路由/交換技術、大容量光傳送技術

5、和寬帶接入技術。其中軟交換技術是NGN的核心技術。軟交換(Soft Switch)又稱為呼叫代理(Agent)、呼叫服務器或媒體網關控制。是把呼叫傳輸與呼叫控制分離開，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，使業(yè)務提供者可以自由地將傳輸業(yè)務與控制協(xié)議結合起來，實現(xiàn)業(yè)務轉移，使軟交換能無縫地軟統(tǒng)一于通信數(shù)據(jù)、傳真、視頻等多媒體業(yè)務。更重要的是，軟交換采用了開放式應用程序接口(API)，允許在交換機制中靈活引入新業(yè)務。軟交換是下一代網絡呼叫與控制的核心，其核心思想是硬件軟件化，通過軟件來實現(xiàn)原來交換機的控制接續(xù)和業(yè)務處理等功能，各實體間通過標準化協(xié)議進行連接和通信，便于在NGN中更快地實現(xiàn)各類

6、復雜的協(xié)議，更方便地提供業(yè)務。 二、軟交換1、軟交換概述軟交換是一種功能實體，為下一代網絡NGN提供具有實時性要求的業(yè)務的呼叫控制和連接控制功能，是下一代網絡呼叫與控制的核心。 簡單地看，軟交換是實現(xiàn)傳統(tǒng)程控交換機的“呼叫控制”功能的實體，但傳統(tǒng)的“呼叫控制”功能是和業(yè)務結合在一起的，不同的業(yè)務所需要的呼叫控制功能不同，而軟交換是與業(yè)務無關的，這要求軟交換提供的呼叫控制功能是各種業(yè)務的基本呼叫控制。軟交換技術是NGN網絡的核心技術，為下一代網絡(NGN)具有實時性要求的業(yè)務提供呼叫控制和連接控制功能。軟交換技術獨立于傳送網絡，主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認證、計費等主要功能，同

7、時可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換機所能提供的所有業(yè)務，并向第三方提供可編程能力。12、軟交換的提出軟交換的概念最早起源于美國。當時在企業(yè)網絡環(huán)境下，用戶采用基于以太網的電話，通過一套基于PC服務器的呼叫控制軟件（Call Manager、Call Server），實現(xiàn)PBX（Private Branch eXchange，用戶級交換機）功能（IP PBX）。對于這樣一套設備，系統(tǒng)不需單獨鋪設網絡，而只通過與局域網共享就可實現(xiàn)管理與維護的統(tǒng)一，綜合成本遠低于傳統(tǒng)的PBX。由于企業(yè)網環(huán)境對設備的可靠性、計費和管理要求不高，主要用于滿足通信需求，設備門檻低，許多設備商都可提供此類解決方案，因此IP PB

8、X應用獲得了巨大成功。受到IP PBX成功的啟發(fā)，為了提高網絡綜合運營效益，網絡的發(fā)展更加趨于合理、開放，更好的服務于用戶。業(yè)界提出了這樣一種思想：將傳統(tǒng)的交換設備部件化，分為呼叫控制與媒體處理，二者之間采用標準協(xié)議（MGCP、H248）且主要使用純軟件進行處理，于是，Soft Switch（軟交換）技術應運而生。13、軟交換的發(fā)展軟交換概念一經提出，很快便得到了業(yè)界的廣泛認同和重視，ISC（International Soft Switch Consortium）的成立更加快了軟交換技術的發(fā)展步伐，軟交換相關標準和協(xié)議得到了IETF、ITUT等國際標準化組織的重視。根據(jù)國際Soft Swit

9、ch論壇ISC的定義，Soft Switch是基于分組網利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的設備和系統(tǒng)。因此，軟交換的基本含義就是將呼叫控制功能從媒體網關（傳輸層）中分離出來，通過軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能，從而實現(xiàn)呼叫傳輸與呼叫控制的分離，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。軟交換主要提供連接控制、翻譯和選路、網關管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和呼叫詳細記錄等功能。與此同時，軟交換還將網絡資源、網絡能力封裝起來，通過標準開放的業(yè)務接口和業(yè)務應用層相連，可方便地在網絡上快速提供新的業(yè)務。思科系統(tǒng)亞太區(qū)NGN/VoIP首席技術顧問殷康認為，盡管“軟交換”是NGN討論的熱點

10、，但是人們對它的概念仍然有些似是而非。他說：“軟交換這個術語可以說是從Soft switch翻譯而得。Soft switch這一術語借用了傳統(tǒng)電信領域PSTN網中的硬交換機switch的概念，所不同的是強調其基于分組網上呼叫控制與媒體傳輸承載相分離的含義。國內一開始有人將Soft switch譯為軟交換。但是軟交換這個翻譯術語含義不夠十分明晰，單從字面上看很難使人理解它究竟是設備系統(tǒng)概念還是體系概念?！币罂抵赋?，我國電信業(yè)歷來將名詞屬性的、設備概念范疇的switch譯為“交換機”，而將動名詞屬性的switching 譯為“交換”。X25 switch譯為X25交換機，ATM switch譯為A

11、TM交換機，L2/L3 switch 譯為二層/三層交換機。因此他建議，為學術研討的嚴肅性， 應該將soft switch更為確切地譯為“軟交換機”。這只是翻譯概念上的問題。不過從某一方面來說，對于軟交換概念的模糊，也反映了產業(yè)界對于軟交換認識上在某些方面依舊存在偏差，存在著過分強調某一方面的能力，或者是過分夸大了軟交換功能的情況。甚至可以說在很長的一段時間，軟交換被人為地“神話”了，它被認為是一種代表著通信行業(yè)的未來，似乎無所不能的技術。軟交換是一種正在發(fā)展的概念，包含許多功能。其核心是一個采用標準化協(xié)議和應用編程接口（API）的開放體系結構。這就為第三方開發(fā)新應用和新業(yè)務敞開了大門。軟交換

12、體系結構的其它重要特性還包括應用分離（de-coupling of applications）、呼叫控制和承載控制。24、軟交換的技術定義(1) 軟交換的技術定義可以描述為：(2) 它是一種提供了呼叫控制功能的軟件實體(3) 它支持所有現(xiàn)有的電話功能及新型會話式多媒體業(yè)務(4) 它采用標準協(xié)議（如SIP、H.323、MGCP、MEGACO/H.248、SIGTRAN以及各種其它的數(shù)據(jù)及ITU協(xié)議）(5) 它提供了不同廠商的設備之間的互操作能力(6) 它與一種或多種組件配套使用(7) 軟交換是一種針對與傳統(tǒng)電話業(yè)務和新型多媒體業(yè)務相關的網絡和業(yè)務問題的解決方案。它能夠減少資本和運營支出，提高收入

13、。15、軟交換的原理目標軟交換技術是一個分布式的軟件系統(tǒng)，可以在基于各種不同技術、協(xié)議和設備的網絡之間提供無縫的互操作性，其基本設計原理是設法創(chuàng)建一個具有很好的伸縮性、接口標準性、業(yè)務開放性等特點的分布式軟件系統(tǒng)，它獨立于特定的底層硬件/操作系統(tǒng)，并能夠很好地處理各種業(yè)務所需要的同步通信協(xié)議，在一個理想的位置上把該架構推向摩爾曲線軌道。并且它應該有能力支持下列基本要求：（1）獨立于協(xié)議和設備的呼叫設備的呼叫處理和/同步會晤管理應用的開發(fā)。（2）在其軟交換網絡中能夠安全地執(zhí)行多個第三方應用而不存在由惡意或錯誤行為的應用所引起的任何有害影響。（3）第三方硬件銷售商能增加支持新設備和協(xié)議的能力。（4

14、）業(yè)務和應用提供者能增加支持全系統(tǒng)范圍的策略能力而不會危害其性能和安全。（5）有能力進行同步通信控制，以支持包括帳單、網絡管理和其他運行支持系統(tǒng)的各種各樣的后營業(yè)室系統(tǒng)。（6）支持運行時間捆綁或有助于結構改善的同步通信控制網絡的動態(tài)拓撲。（7）從小到大的網絡可伸縮性和支持徹底的故障恢復能力。軟交換的實現(xiàn)目標是在媒體設備和媒體網關的配合下，通過計算機軟件編程的方式來實現(xiàn)對各種媒體流進行協(xié)議轉換，并基于分組網絡（IP/ATM）的架構實現(xiàn)IP網、ATM網、PSTN網等的互連，以提供和電路交換機具有相同功能并便于業(yè)務增值和靈活伸縮的設備。16、軟交換的交換協(xié)議軟交換所使用的主要協(xié)議軟交換體系涉及協(xié)議非

15、常眾多，包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。國際上，IETF、ITUT、Soft Switch Org等組織對軟交換及協(xié)議的研究工作一直起著積極的主導作用，許多關鍵協(xié)議都已制定完成，或趨于完成。這些協(xié)議將規(guī)范整個軟交換的研發(fā)工作，使產品從使用各廠家私有協(xié)議階段進入使用業(yè)界共同標準協(xié)議階段，各家之間產品互通成為可能，真正實現(xiàn)軟交換產生的初衷提供一個標準、開放的系統(tǒng)結構，各網絡部件可獨立發(fā)展。在軟交換的研究進展方面，我國處于世界同步水平。信息產業(yè)部“網絡與交換標準研究組”在1999年下半年

16、就啟動了軟交換項目的研究，已完成了軟交換設備總體技術要求。下面對幾個主要協(xié)議做一簡單介紹。（1）248/MEGACOH248和MEGACO協(xié)議均稱為媒體網關控制協(xié)議，應用在媒體網關和H248/MEGACO與軟交換設備之間。兩個協(xié)議的內容基本相同，只是H248是由ITU提出來的，而MEGACO是由IEFT提出來的，且是雙方共同推薦的協(xié)議。它們引入了Termination（終端）和Context（關聯(lián)）兩個抽象概念。在Termination（終端）中，封裝了媒體流的參數(shù)、MODEM和承載能力參數(shù)，而Context（關聯(lián)）則表明了在一些Termination（終端）之間的相互連接關系。H248/ME

17、GACO通過Add、Modify、Subtract、Move等8個命令完成對Termination（終端）和Context（關聯(lián)）之間的操作，從而完成了呼叫的建立和釋放。（2）控制協(xié)議媒體網關控制協(xié)議（MGCP）是由IEFT提出來的，是簡單網關控制協(xié)議（SGCP）和IP設備控制協(xié)議（IPDC）相結合的產物。MEGACO協(xié)議是對MGCP協(xié)議的進一步改進、完善和提高，MGCP協(xié)議可以說是一個比較成熟的協(xié)議，協(xié)議的內容與MEGACO協(xié)議比較相似。軟交換系統(tǒng)設備大都支持該協(xié)議，其不足也慢慢表現(xiàn)出來，將來可能要被H248/MEGACO協(xié)議所取代。在軟交換系統(tǒng)中，MGCP協(xié)議與H248/MEGACO協(xié)議一

18、樣，應用在媒體網關和MGCP終端與軟交換設備之間，通過此協(xié)議來控制媒體網關和MGCP終端上的媒體/控制流的連接、建立和釋放。（3）初始協(xié)議會話初始協(xié)議（SIP）是IETF提出的在IP網上進行多媒體通信的應用層控制協(xié)議。以Internet協(xié)議（HTTP）為基礎，遵循Internet的設計原則，基于對等工作模式。利用SIP可實現(xiàn)會話的連接、建立和釋放，并支持單播、組播和可移動性。此外，SIP如果與SDP配合使用，可以動態(tài)地調整和修改會話屬性，如通話帶寬、所傳輸?shù)拿襟w類型及編解碼格式。其具體內容可參見IETFRFC 2543bis。在軟交換系統(tǒng)中，SIP協(xié)議主要應用于軟交換與SIP終端之間，也有的廠

19、家將SIP協(xié)議應用于軟交換與應用服務器之間，提供基于SIP協(xié)議實現(xiàn)的增值業(yè)務?？偟膩碚f，SIP協(xié)議主要應用于語音和數(shù)據(jù)相結合的業(yè)務，以及多媒體業(yè)務之間的呼叫建立與釋放。三、光交換1、光纖通信簡介光纖通信是現(xiàn)代通信網的主要傳輸手段，它的發(fā)展歷史只有一二十年，已經歷三代：短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖采用光纖通信是通信史上的重大變革，美、日、英、法等20多個國家已宣布不再建設電纜通信線路，而致力于發(fā)展光纖通信中國光纖通信已進入實用階段光纖通信的誕生和發(fā)展是電信史上的一次重要革命與衛(wèi)星通信、移動通信并列為20世紀90年代的技術。進入21世紀后，由于因特網業(yè)務的迅速發(fā)展和音頻、視頻、數(shù)

20、據(jù)、多媒體應用的增長，對大容量（超高速和超長距離）光波傳輸系統(tǒng)和網絡有了更為迫切的需求。2、光交換的發(fā)展光纖只是解決傳輸問題，還需要解決光的交換問題。過去，通信網都是由金屬線纜構成的，傳輸?shù)氖请娮有盘枺粨Q是采用電子交換機。通信網除了用戶末端一小段外，都是光纖，傳輸?shù)氖枪庑盘?。合理的方法應該采用光交換。但由于光開關器件不成熟，只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網的交換，即把光信號變成電信號，用電子交換后，再變還光信號。顯然是不合理的辦法，是效率不高和不經濟的。正在開發(fā)大容量的光開關，以實現(xiàn)光交換網絡，特別是所謂ASON-自動交換光網絡。通常在光網里傳輸?shù)男畔?，一般速度都是xGbps的，電子

21、開關不能勝任。一般要在低次群中實現(xiàn)電子交換。而光交換可實現(xiàn)高速XGbDs的交換。當然，也不是說，一切都要用光交換，特別是低速，顆粒小的信號的交換，應采用成熟的電子交換，沒有必要采用不成熟的大容量的光交換。當前，在數(shù)據(jù)網中,信號以“包”的形式出現(xiàn)，采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小，可采用電子交換。然而，在大量同方向的包匯總后，數(shù)量很大時，就應該采用容量大的光交換。自動交換的光網，稱為ASON，是進一步發(fā)展的方向。3、光交換的方式光信號復用一般有空分復用、時分復用、波分復用三種方式，相應的也有空分交換、時分交換和波分交換來完成三種復用信道的交換.空分交換是將交換空間域上的光信號，其基本的功能組件

22、是空間光開關?？臻g光開關原理是將光交換元件組成門陣列開關，可以在多路輸入與多路輸出的光纖中任意的建立通路。其可以構成空分光交換單元，也可以和其他類型的開關一起構成時分或者波分的交換單元?？辗止忾_關一般有光纖型和空間型兩種，空分交換的是交換空間的劃分。時分復用是通信網絡中常用的信號復用方式，將一條信道分為若干個不同的時隙，每個光路信號分配占用不同的時隙，將一個基帶信道擬合為高速的光數(shù)據(jù)流進行傳輸。時分交換需要使用時隙交換器來實現(xiàn)。時隙交換器將輸入信號依序寫入光緩存器，然后按照既定順序讀出，這樣就實現(xiàn)了一幀中的任一時隙交換到另外的一個時隙而輸出，完成了時序交換的程序。一般雙穩(wěn)態(tài)激光器可以用來作為光

23、緩存器，但是它只能按位輸出，不能滿足高速交換和大容量的需求。而光纖延時線是一種使用較多的時分交換設備，將時分復用的光路信號輸入到光分路器中，使得其每條輸出通路上都只有某個相同時隙的光信號，然后將這些經過不同光延時線的信號組合起來，經過了不同延時線的信號獲得了不同的時間延遲，最后組合起來正好符合了信號復用前的原信號，從而完成時分交換。在光傳輸系統(tǒng)中波分復用技術應用十分廣泛，一般在光波分復用系統(tǒng)中，源端和目的端都需要使用同樣波長的光來傳輸信號，如非如此多路復用復用時每個復用終端都需要使用額外的復用設備，這樣就增加了系統(tǒng)的使用成本和復雜度3.因此如果在波分復用系統(tǒng)中，在中間傳輸節(jié)點上使用波分光交換，

24、就可以滿足不額外增加器件實現(xiàn)波分復用系統(tǒng)的源端與目的端互通，并且可以節(jié)約系統(tǒng)資源，提高資源利用率。波分光交換系統(tǒng)首先將光波信號用分解器分割為多個進行波分光交換所需的波長信道，在對每個信道都進行波長交換，最后將得到的信號復用后組成一個密集的波分復用信號，由一條光纜輸出，這就利用光纖寬帶的特性，在損耗低的波段復用多路光信號，大大提高了光纖信道的利用率，提高了通信系統(tǒng)容量?；旌辖粨Q技術則是在大規(guī)模的通信網絡中使用多種交換技術混合組成的多級鏈路的光路連接。由于在大規(guī)模網絡中需要將多路信號分路后再接入不同的鏈路，使得波分復用的優(yōu)勢無法發(fā)揮，因此需要在各級的連接鏈路中使用波分復用技術，然后再在各級鏈路交換

25、時使用空分交換技術完成鏈路間的銜接，最后再目的端再用波分交換技術輸出相應的光信號，進行信號合并最后分路輸出。常用的混合使用的交換技術有空分-時分混合、空分-波分混合、空分-時分-波分混合等幾種。4、全光網交換技術全光交換的實現(xiàn)第一步，首先要利用基于電路交換方式的光分插復用(OADM)和光交叉連接(OXC)技術實現(xiàn)波長交換，然后再進一步實現(xiàn)光分組交換4.波長交換是以波長為單位進行光域的電路交換，波長交換是為光信號提供端到端的路由和分配波長信道。進行波長交換的關鍵是要使用相應的網絡節(jié)點設備，即光分插復用或者光交叉連接。光分插復用的工作原理是以全光的方式在網絡節(jié)點中分出和插入所需的波長通路。其主要的

26、組成元件有復用器和解復用器，以及光開關和可調諧波器等。光分插復用的工作原理和同步數(shù)字系統(tǒng)(SDH)中分插復用器的功能類似，不過一個是在時域，而另一個是作用在光域。而光交叉連接則是和同步數(shù)字系統(tǒng)中的數(shù)字交叉連接器(DXC)作用相似，不過是實現(xiàn)在光網絡節(jié)點處的波長通路的交叉連接。光波長交換本質上任然是效率不高的光交換方式，其面向連接的屬性使其對已經建立的波長通道不能實現(xiàn)再次分配以實現(xiàn)利用效率最大化，即使通信處于閑置狀態(tài)。而光分組交換能夠以極小的交換粒度實現(xiàn)帶寬資源的復用，提高光網絡的通信效率。光分組交換目前一般有光透明包交換(OTPS)、光突發(fā)交換(OBS)和光標記交換(OMPLS)技術。光透明包

27、交換主要特點是分組長度固定，采用同步交換的方式，需要對所有輸入分組在時間上同步，因此增大了技術難度，增加了使用成本。而光突發(fā)使用了變長度分組，使用傳輸包頭的控制信息和包身的數(shù)據(jù)在時間和空間上分離的傳輸方式，克服了同步時間的缺點，但是有可能產生丟包的問題。而光標記交換則是在IP包在核心網絡的接入處添加標記進行重新封包，并在核心網內部根據(jù)標記進行路由選擇的方法。雖然光交換的方式對數(shù)字傳輸速率要求較高(一般10Gb/s以上)的通信場合更為合適，可以實現(xiàn)更低的傳輸成本和更大的系統(tǒng)容量;但當系統(tǒng)要求的傳輸速率要求較低(指2.5Gb/s以下)、連接配置方式較為靈活時，使用舊式的光電轉換的方式接入可能更為合

28、適。因此在當前的實際應用中，應當根據(jù)應用場景選擇合適的系統(tǒng)部署。隨著未來通信網技術的發(fā)展和全光網絡實現(xiàn)，光交換技術也會以更加新穎和更有效率的方式為通信網絡的全光化做出貢獻，成為社會發(fā)展和人們生活中的重要部分。5、光交換技術概要密集波分復用技術的進步使得一根光纖上能夠承載上百個波長信道，傳輸帶寬最高記錄已經達到了T比特級。同時，現(xiàn)有的大部分情況是光纖在傳輸部分帶寬幾乎無限200Tb/s，窗口200nm。相反，在交換部分，僅僅只有幾個Gb/s，這是因為電子的本征特性制約了它在交換部分的處理能力和交換速度。所以，許多研究機構致力于研究和開發(fā)光交換/光路由技術，試圖在光子層面上完成網絡交換工作，消除電

29、子瓶頸的影響。當全光交換系統(tǒng)成為現(xiàn)實，就足夠可以滿足飛速增長的帶寬和處理速度需求，同時能減少多達75%的網絡成本，具有誘人的市場前景。光信號處理可以是線路級的、分組級的或比特級的。WDM光傳輸網屬于線路級的光信號處理，類似于現(xiàn)存的電路交換網，是粗粒度的信道分割；光時分復用OTDM 是比特級的光信號處理，由于對光器件的工作速度要求很高，盡管國內外的研究人員做了很大努力，但離實用還有相當?shù)木嚯x；光分組交換網屬于分組級的光信號處理，和OTDM相比對光器件工作速度的要求大大降低，與WDM相比能更加靈活、有效地提高帶寬利用率。隨著交換和路由技術在處理速度和容量方面的巨大進步，OPS技術已經在一些領域取得

30、了重大進展。光交換技術可以分成光路交換技術和分組交換技術。光路交換又可分成三種類型，即空分（SD）、時分（TD）和波分/頻分（WD/FD）光交換，以及由這些交換組合而成的結合型。其中空分交換按光矩陣開關所使用的技術又分成兩類，一是基于波導技術的波導空分，另一個是使用自由空間光傳播技術的自由空分光交換。光分組交換中，異步傳送模式是近年來廣泛研究的一種方式。日本開發(fā)了兩種空分光交換系統(tǒng)多媒體交換系統(tǒng)和模塊光互連器。兩種系統(tǒng)均采用88二氧化硅光開關。多媒體光交換系統(tǒng)支持G4傳真、10Mpbs局域網和400Mpbs的高清晰度電視。光時分交換技術開發(fā)進展很快，交換速率幾乎每年提高一倍。1996年推出了世

31、界上第一臺采用光纖延遲線和44鈮酸鋰光開關的32Mpbs時分復用交換系統(tǒng)。光波分交換能充分利用光路的寬帶特性，不需要高速率交換，技術上較易實現(xiàn)。1997年采用高速MI（Michelson Interferometer）波長轉換器的20Gbps波分復用光交換系統(tǒng)問世。采用極短脈沖的超高速ATM光交換機較為普遍，交換容量可達64Gpbs，目前已有實驗樣機。在光網絡設計中，對網絡設計者來說，非常重要的是減少當前網絡中協(xié)議層的數(shù)目，保留已有功能，并盡量利用現(xiàn)有的光技術。而光分組交換技術獨秀之處在于：大容量、數(shù)據(jù)率和格式的透明性、可配置性等特點，支持未來不同類型數(shù)據(jù)，能提供端到端的光通道或者無連接的傳輸。帶寬利用效率高，能提供各種服務，滿足客戶的需求。把大量的交換業(yè)務轉移到光域，交換容量與WDM傳輸容量匹配，同時光分組技術與OXC、MPLS等新技術的結合，實現(xiàn)網絡的優(yōu)化與資源的合理利用因而，光分組交換技術勢必成為下一代全光網網絡規(guī)劃的“寵兒”。四、NPN關鍵交換技術的發(fā)展前景1、軟交換的前景電信市場的開放與競爭是運營商接受軟交換最根本