光交換技術(shù)發(fā)展及其趨勢

1、光交換技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展光交換技術(shù)發(fā)展及其趨勢TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc16763 1光交換概述 摘 要近年來，隨著通信行業(yè)的不斷發(fā)展，光交換技術(shù)是全光通信網(wǎng)中核心技術(shù)，光交換作為全光通網(wǎng)中一個重要支撐技術(shù)，在全光通信網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用。文章論述了在光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中對將發(fā)揮重要作用的光交換技術(shù)，并還詳細介紹了光交換技術(shù)的概念，空分光交換、時分光交換、波分光交換、ATM光交換技術(shù)、分組光交換技術(shù)，突發(fā)光交換技術(shù)，以及光交換技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展前景進行了描述。關(guān)鍵字：光交換、光開關(guān)、光交換技術(shù)應(yīng)用1光交換概述1.1光交換技術(shù)的基本含義光交換技術(shù)是在通信傳輸?shù)幕A(chǔ)上漸漸發(fā)

2、展起來的 ，主要是利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)光纖進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和信號進行傳遞以此完成對數(shù)據(jù)信息的傳輸?shù)囊豁椉夹g(shù)。 這項技術(shù)進行運用的范圍非常的廣泛，它可以有效的對外界進行控制，針對不同的信息傳輸通道進行分類，以滿足對光線的不同種類的需求，也能夠滿足在不同的環(huán)境情況下對不同數(shù)據(jù)的傳輸。（2）光交換技術(shù)不需要進行對光線的轉(zhuǎn)換就能夠通過光纖的連接傳送到指定的區(qū)域， 在進行傳輸?shù)倪^程中運用不同的光交換技術(shù)還能夠促使傳輸?shù)男侍岣?，與其他技術(shù)相比，光交換技術(shù)在信息傳輸中具有無法比擬的優(yōu)勢， 并且伴隨這社會科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和光交換技術(shù)的創(chuàng)新， 在未來這項技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。1.2光交換技術(shù)隨著現(xiàn)代的社會中

3、光交換通信傳輸技術(shù)在社會建設(shè)中的運用和發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)也漸漸在向光纖網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展方向轉(zhuǎn)變，隨著這項網(wǎng)絡(luò)化平臺的建立， 更加能夠促使通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息的效率和保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?通過光纖中對光路變換器的有效控制促進進行傳播光路的轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)換， 不僅能夠促使傳輸數(shù)據(jù)的安全性還能夠提高轉(zhuǎn)換的效率水平。 除此之外還能夠?qū)Σㄐ涡盘枌嵤┯行У目刂疲?避免在傳輸?shù)倪^程中由于外在等因素促使幅度和周期發(fā)生改變， 以此保障傳輸中的質(zhì)量。1.3光交換技術(shù)光交換技術(shù)也是一種光纖通信技術(shù)，它是指不經(jīng)過任何光電轉(zhuǎn)換，直接將輸入光信號交換到不同的輸出端。光交換的優(yōu)點在于光信號通過光交換單元時，無需經(jīng)過光電/電光轉(zhuǎn)換，因此不受

4、監(jiān)測器和調(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。1.3.1關(guān)鍵技（1）光突發(fā)交換技術(shù)光突發(fā)交換如圖1-1所示（OBS)是作為OCS向OPS的過渡技術(shù)提出的。OBS的交換單位是突發(fā)，即為多個分組的集合，其帶寬粒度介于OCS和OPS之間。OBS比OCS靈活、帶寬利用率高，比OPS更貼近實用?？梢哉f，OBS結(jié)合了OCS和OPS的優(yōu)點克服了兩者的部分缺點，且由于對光器件的要求較低，因此成為目前國內(nèi)外的研究熱點。圖1-1光突發(fā)交換技術(shù)液晶光交換技術(shù)液晶光開關(guān)是利用其偏振特性來完成交換的.液晶是一個細長的、幾乎是一維形狀的分子鏈.當電場加到液晶上時-它們排列成行并且變得不透明-僅僅允

5、許光在一定的方向上通過.液晶交換系統(tǒng)有一個默認的設(shè)置-在沒有施加電壓時-光波被自動引導(dǎo)通過這個默認路徑；當加入電壓時-一條新的路徑被創(chuàng)建出來。因為液晶不僅能改變光的方向，而且也能抑制光的通過量，所以十分適合應(yīng)用于光交換機中，并且更適用于小型的波長選擇的交換機。氣泡光開關(guān)技術(shù)一種使用在打印機上的非常流行的技術(shù)現(xiàn)在也成了光交換技術(shù)的核心-這就是氣泡技術(shù).該技術(shù)是在Si材料中做出偏振光束分支波導(dǎo)(PBS),再在每個分支波導(dǎo)交叉點處刻蝕出某種角度的槽,并將溝槽內(nèi)裝上與折射率匹配的液晶-液晶槽下面是電熱器。不加電時光束直通,當加熱硅片相應(yīng)點上的電熱器時,其上面的液晶體內(nèi)產(chǎn)生出一種氣泡-經(jīng)過全反射-使來自

6、輸入波導(dǎo)的光改變方向-反射到要求輸出的光波導(dǎo)。PBS起路由器作用-把信號引向要求的出口。熱光波導(dǎo)技術(shù)波導(dǎo)是集成電路上的通路可以使用與制造集成電路一樣的工藝過程來制造.波導(dǎo)與普通光纖一樣;仍然包括芯部和涂覆層。熱光波導(dǎo)使用溫度上的變化來改變光波通過波導(dǎo)的相位;作為相位變化的結(jié)果;光波可以采用不同的路徑通過波導(dǎo)。熱光交換器件有一個輸入波導(dǎo);兩個輸出波導(dǎo)。光通過兩個路徑被發(fā)送;一個是正常路徑;而另一個是通過上面加有電壓的小電阻來加熱的路徑.溫度的變化加熱了一個波導(dǎo);引起了這個波導(dǎo)在物理上的增長。這個增長改變了光波的相位;當光波一起返回時;相位差就把光波推進了第二個輸出波導(dǎo)中。如果沒有對分離波長加熱;

7、那么當它們重新合并的時候;它們都將通過默認的路徑前進。如圖1-2所示。圖1-2 熱光波導(dǎo) （5）光分組交換技術(shù)介紹光分組交換(如圖1-3）是電分組交換在光域的延伸，交換單位是高速光分組。OPS沿用電分組交換的“存儲-轉(zhuǎn)發(fā)”方式，是無連續(xù)的，在進行數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立路由和分配資源。采用單向預(yù)約機制，分組凈荷緊跟分組頭后，在相同光路中傳輸，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點需要緩存分組凈荷，等待分組頭處理，以確定路由。與OCS相比（如表1-1,1-2），OPS有著很高的資源利用率和很強的適應(yīng)突發(fā)數(shù)據(jù)的能力。光突發(fā)交換為IP骨干網(wǎng)的光子化提供了一個非常有競爭力的方案。一方面，通過光突發(fā)交換可以使現(xiàn)有的IP骨干網(wǎng)的協(xié)議層次

8、扁平化，更加充分的利用DWDM技術(shù)的帶寬潛力，另外一方面，由于光突發(fā)交換網(wǎng)對突發(fā)包的數(shù)據(jù)是完全透明的，不經(jīng)過任何的光電轉(zhuǎn)化，從而使光突發(fā)交換機能夠真正的實現(xiàn)所謂的T比特級光路由器，徹底消除由于現(xiàn)在的電子瓶頸而導(dǎo)致的帶寬擴展困難。此外，光突發(fā)交換的QOS支持特征也符合下一代 Internet 的要求。因此，光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)很有希望取代當前基于 ATM/SDH 架構(gòu)和電子路由器的IP骨干網(wǎng)，成為下一代光子化的 Internet 骨干網(wǎng)。作為一項具有廣泛前景和技術(shù)優(yōu)勢的交換方式，光突發(fā)交換技術(shù)已引起了國內(nèi)外眾多研究機構(gòu)的關(guān)注，我國的863計劃已將光突發(fā)交換技術(shù)列為重點資助項目。表1-1 三種交換技術(shù)區(qū)

9、別 序號比較內(nèi)容光電路交換光分組交換光突發(fā)交換1交換粒度波長/波帶/光纖10納米-10微米光分組（小顆粒）1納米-100微米突發(fā)包（大顆粒）2交換方式直通存儲-轉(zhuǎn)發(fā)直通3控制方式帶外控制帶內(nèi)控制帶外控制4信息長度固定可變可變5建立鏈接時延高低低6建立鏈接占用 信道占用不占用占用圖1-3光分組交換技術(shù)2光交換系統(tǒng)2.1 光交換系統(tǒng)的主要組成光交換系統(tǒng)是由各種不同光開關(guān)器件、光波長轉(zhuǎn)變換器、光存儲器、光調(diào)制器和光濾波器等組成。2.2 光開關(guān)器件光開關(guān)是一種具有一個或多個可選的傳輸端口。其作用是對光傳輸線路或集成光路中的光信號進行相互轉(zhuǎn)換或邏輯操作的光學(xué)器件。主要是用來實現(xiàn)觀層面上的路由選擇、波長選

10、擇、光分插復(fù)用、光交叉鏈接和自愈保護等功能。光開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖2-1 光開關(guān)示意圖常用的光開關(guān)光開關(guān)主要有機械型光開關(guān)、熱光型光開關(guān)（如圖2-2、2-3所示）、微電子機械型光開關(guān)和半導(dǎo)體光放大器門型光開關(guān)。光開關(guān)可以在皮秒（10-12秒）內(nèi)進行操作。目前它以鈮酸鋰和鎵鋁砷化合物為基礎(chǔ)，從電子工業(yè)中脫胎形成。有一些新的材料，如液晶、聚乙炔等都比鈮酸鋰有更好的光學(xué)效用。其功能有：光開關(guān)具有的功能：（1）光開關(guān)是按一定要求將一個光通道的光信號轉(zhuǎn)換到另一個光通道的器件。（2）光開關(guān)可使光路之間進行直接交換, 是光網(wǎng)絡(luò)中完成全光交換的核心器件,在全光網(wǎng)絡(luò)中, 光開關(guān)可實現(xiàn)在全光層的路由選擇、波

11、長選擇、光交叉連接以及自愈保護等重要功能。（3）其中光交叉連接設(shè)備(OXC) 和光分插復(fù)用設(shè)備(OADM) 可以說是全光網(wǎng)的核心。而光開關(guān)和光開關(guān)陣列恰恰是OXC 和OADM的核心技術(shù)。（4）全光網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的光開關(guān)應(yīng)具有快的響應(yīng)速度、低的插入損耗、低通道串音、對偏振不敏感、可集成性和可擴展性、低成本、低功耗、熱穩(wěn)定性好等特性。圖2-2熱光開關(guān)結(jié)構(gòu)圖2-3熱光導(dǎo)開關(guān)2.3 光波長轉(zhuǎn)變換器波長轉(zhuǎn)換是增加光交換網(wǎng)絡(luò)靈活性，降低阻塞的必要手段，對光網(wǎng)絡(luò)波長轉(zhuǎn)換節(jié)點的設(shè)計方案也有很多。最簡單的當然是專注式的轉(zhuǎn)換節(jié)點設(shè)計，也就是在復(fù)用前，給每個通道都各配置一個波長轉(zhuǎn)換器，顯然這樣作是元件利用率最低的。一些

12、波長轉(zhuǎn)換器的共享方案，也被陸續(xù)提出，常見的有節(jié)點共享式（SPN）和鏈路共享式（SPL）兩種。對前一種共享方案，通常需要較大的光開關(guān)以便在單節(jié)點可以共享同一個波長轉(zhuǎn)換器。本期香港城市大學(xué)的研究者對此做了改進研究，旨在使用更小更便宜的光開關(guān)，替換用在同樣的系統(tǒng)里，卻能獲得和原來一樣的性能。主要思路是預(yù)設(shè)一定數(shù)量的小尺寸光開關(guān)，來支持同樣通道數(shù)的波長轉(zhuǎn)換。當任意一波長的輸入信號要進行波長轉(zhuǎn)換時，它先被切換到一個共享的波長轉(zhuǎn)換通道，以這種方式節(jié)點僅需要幾個小的光開關(guān)，且能共享昂貴的波長轉(zhuǎn)換器。其功能為：光波長轉(zhuǎn)換器的主要功能：（1）增加網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬和傳輸距離。并大大減低網(wǎng)絡(luò)的擴容成本，提高網(wǎng)絡(luò)的安全

13、性；（2）具有光中繼、波長轉(zhuǎn)換、傳輸介質(zhì)在單模光纖與多模光纖之間轉(zhuǎn)換等。波長轉(zhuǎn)換器有直接波長轉(zhuǎn)換和外調(diào)制器波長轉(zhuǎn)換兩種。直接波長轉(zhuǎn)換是光/電/光轉(zhuǎn)換，如圖2-4所示，將波長為i的輸入光信號，由光電探測器轉(zhuǎn)變成電信號，然后再去驅(qū)動一個波長為i的激光器，使得輸出光信號的輸出波長為i。全光波長轉(zhuǎn)換器是波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)及全光交換網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部件。 波長轉(zhuǎn)換器有多種結(jié)構(gòu)和機制，目前研究較為成熟的是以半導(dǎo)體光放大器為基礎(chǔ)的波長轉(zhuǎn)換器 ,包括交叉增益飽和調(diào)制型 、交叉相位調(diào)制型 以及四波混頻型波長轉(zhuǎn)換器等。圖2-4波長轉(zhuǎn)換器2.4光存儲器光存儲器是由光盤驅(qū)動器和光盤片組成的光盤驅(qū)動系統(tǒng),光存儲技術(shù)是一種通過光學(xué)

14、的方法讀寫數(shù)據(jù)的一種技術(shù),它的工作原理是改變存儲單元的某種性質(zhì)的反射率,反射光極化方向,利用這種性質(zhì)的改變來寫入存儲二進制數(shù)據(jù).在讀取數(shù)據(jù)時,光檢測器檢測出光強和極化方向等的變化,從而讀出存儲在光盤上的數(shù)據(jù).由于高能量激光束可以聚焦成約0.8m的光束,并且激光的對準精度高,因此它比硬盤等其他存儲技術(shù)具有較高的存儲容量。2.5光調(diào)制器光調(diào)制器也稱電光調(diào)制器（如圖2-5所示）, 是高速、長距離光通信的關(guān)鍵器件，也是最重要的集成光學(xué)器件之一。它是通過電壓或電場的變化最終調(diào)控輸出光的折射率、吸收率、振幅或相位的器件。它所依據(jù)的基本理論是各種不同形式的電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)、磁光效應(yīng)、Franz-KEldY

15、sh效應(yīng)、量子阱Stark效應(yīng)、載流子色散效應(yīng)等。在整體光通信的光發(fā)射、傳輸、接收過程中,光調(diào)制器被用于控制光的強度,其作用是非常重要的。其功能是（1）提供實時或準時的一維或二維光學(xué)傳感器件或運算器件；（2）模擬圖像存儲功能；（3）將待處理的原始信息處理為系統(tǒng)所需要的輸入形式。圖2-5光調(diào)制器示意圖2.6 光濾波器光濾波器是用來進行波長選擇的儀器，它可以從眾多的波長中挑選出所需的波長，而除此波長以外的光將會被拒絕通過。它可以用于波長選擇、光放大器的噪聲濾除、增益均衡、光復(fù)用/解復(fù)用。光耦合器或者光復(fù)用器是把不同波長的光復(fù)用到一根光纖中的，不同的波長傳載著不同的信息。那么在接收端，要從光纖中分離

16、出所需的波長，就要用到光濾波器。光濾波器類型有：基于干涉原理的濾波器（熔錐光纖濾波器、法布里-伯羅濾波器、多層介質(zhì)膜濾波器、馬赫-曾德爾干涉濾波器）；基于光柵原理的濾波器（體光柵濾波器、陣列波導(dǎo)光柵濾波器、光纖光柵濾波器、聲光可調(diào)諧濾波器）。3光交換技術(shù)應(yīng)用 光交換系統(tǒng)所涉及的技術(shù)有空分交換技術(shù)、時分交換技術(shù)、波分頻分交換技術(shù)、碼分交換技術(shù)和復(fù)合型交換技術(shù)，其中空分交換技術(shù)包括波導(dǎo)空分和自由空分光交換技術(shù)。光分組交換系統(tǒng)所涉及的技術(shù)主要包括：光突發(fā)交換技術(shù)，光分組交換技術(shù)，光標記分組交換技術(shù)，光子時隙路由技術(shù)等。光路交換技術(shù)已經(jīng)實用化。光分組交換技術(shù)目前主要是在實驗室內(nèi)進行研究與功能實現(xiàn)，確保

17、用戶與用戶之間的信號傳輸與交換全部采用光波技術(shù)。其中，光分組交換技術(shù)和光突發(fā)交換技術(shù)是光交換中的最有開發(fā)價值的熱點技術(shù)，也是全光網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，她將有著廣泛的市場應(yīng)用前景。3.1 光交突發(fā)換技術(shù)的應(yīng)用 OBS（如圖3-1）的應(yīng)用 OBS技術(shù)是為了滿足業(yè)務(wù)增長的需要成長起來的，它具有延時小(單向預(yù)留)、帶寬利用率高、交換靈活、數(shù)據(jù)透明、交換容量大(電控光交換)等優(yōu)點，可以達到Tb/s級的交換容量。因此，OBS網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于不斷發(fā)展的大型城域網(wǎng)城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)廣域網(wǎng) 。它可以支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，如電話、SDH 、IP、FDDI ，F(xiàn)DDI 和 ATM ATM 等，也可以支持未來具有較高突發(fā)性和多樣性的業(yè)務(wù)

18、，如數(shù)據(jù)文件傳輸、網(wǎng)頁瀏覽、視視頻點播、視頻會議 等。對于大型的城域網(wǎng)，一個或多個大學(xué)、大型寫字樓、小區(qū)企事業(yè)單位，各個郊縣或衛(wèi)星城，以及人口密集的公共場所等，放置一個OBS邊緣路器，完成本地多種業(yè)務(wù)的會聚，生成突發(fā)。它的接入業(yè)務(wù)可以是多種多樣的，如以太網(wǎng)以太網(wǎng) (10M、100M、1G或10G)、ATM、x DSL、 DSL 等。再在各主要地方放置一些OBS核心路由器，完成光突分組的預(yù)留和交換。這樣，就構(gòu)建出了一個都市OBS網(wǎng)。盡OBS在標準和協(xié)議方面還不成熟，有很多技術(shù)還在進一步研究之中，OBS仍是一種非常有前途的光交換技術(shù)，它結(jié)合了光電路交換和光分組交換的優(yōu)勢，同時避免了它們的缺點。OB

19、S的特點是控制與數(shù)據(jù)在時間和空間上分離，控制分組提前發(fā)送，并且在中間節(jié)點經(jīng)過電信息處理，為數(shù)據(jù)分組預(yù)留資源；而數(shù)據(jù)分組隨控制分組之后傳送，在中間節(jié)點通過預(yù)留好的資源直通，無需光/電/光處理；采用單向預(yù)留機制，帶寬利用率高，并且無需光緩存，實現(xiàn)相對容易。隨著快速波長變換技術(shù)的成熟，光突發(fā)交換技術(shù)將得到飛速發(fā)展，成為下一代光傳輸與交換網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。圖3-1 OBS組成圖 3.2 光分組交換技術(shù)的應(yīng)用 分組交換(如圖3-2)在商業(yè)中的應(yīng)用較廣泛。如銀行系統(tǒng)在線式信用卡（POS機）的驗證。由于分組交換提供差錯控制的功能，保證了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)目煽啃?。首先，各大商場?nèi)部形成局域網(wǎng)，網(wǎng)上的服務(wù)器提供卡

20、的管理作用，用戶刷卡后，通過服務(wù)器上的X .25分組端口或路由器設(shè)備連到商業(yè)增殖網(wǎng)，它與金卡網(wǎng)絡(luò)結(jié)算中心通過數(shù)字專線連接。商業(yè)增殖網(wǎng)主要完成來自各大商場的數(shù)據(jù)線路匯接及對商場銷售情況的統(tǒng)計等。結(jié)算中心又同各大銀行的主機系統(tǒng)連接，實現(xiàn)對信用卡的驗證和信用卡的消費。 在遍步全市的各大超市中，已有相當一部分超市利用分組網(wǎng)來改善經(jīng)營管理手段，拓展市場，取得了良好的經(jīng)濟效益。在超市中設(shè)立電子消費通道，消費者手持的儲金卡經(jīng)刷卡后，信息送到該超市的后臺服務(wù)器。服務(wù)器的作用是對儲金卡的金額計算和超市的銷售情況的統(tǒng)計。個超市的營業(yè)網(wǎng)點通過話上復(fù)用DOV（Data Over Voice)的專線方式，連到超市管理中

21、心，進行一系列的結(jié)算、統(tǒng)計等，來擴大超市的消費市場。 分組交換網(wǎng)的利用率高，傳輸質(zhì)量好，能同時多路通信的特點，因此它的經(jīng)濟性能也較好。在一些全國性的集團公司中，總公司把指示下達給全國各地分公司甚至國外的機構(gòu)，利用分組交換就非常經(jīng)濟。中遠集團在全國各地的分支機構(gòu)在本地形成局域網(wǎng)絡(luò)，通過路由器連到分組交換網(wǎng)，與海關(guān)、EDI中心等互通信息。它的主機系統(tǒng)也通過分組交換網(wǎng)實行全程連網(wǎng)，傳送定艙資料、貨運情況、EDI報文等，也可遠程登錄至香港，與海外溝通信息。圖3-2光分組交換技術(shù)的組成4光交換技術(shù)發(fā)展趨勢現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中，先進的光通信技術(shù)以其高速、寬帶的明顯特征而為世人矚目，可以這樣說光交換技術(shù)的發(fā)展在某

22、種程度上也決定了全光通信的發(fā)展。4.1光交換技術(shù)的發(fā)展前景雖然光時分交換和波分交換都有美好的應(yīng)用前景，但是由于目前高速光開關(guān)的技術(shù)指標和工藝水平還難以達到實用化程度，特別是有效的、大容量的光緩存器的缺乏，使高速、頻繁的時分光交換近期內(nèi)還難以實現(xiàn)。全光波長轉(zhuǎn)換器的研究雖然有了一些進展，但也還遠沒有達到實用化階段。因此，近期光交換的發(fā)展和應(yīng)用重點仍是空分光交換，必要時使用“光電光型”波長轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)波分光交換。WDM技術(shù)正在廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中，使單波長傳輸系統(tǒng)升級為WDM多波長傳輸系統(tǒng)。將逐漸成熟的空分光交換技術(shù)引入光纖通信系統(tǒng)后，可以以波長為單位，在不同的光纖間交換光信號。從而在可以預(yù)見的將

23、來，將點到點光纖通信系統(tǒng)升級為光網(wǎng)絡(luò)，使通信網(wǎng)的基礎(chǔ)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。相信在不久的將來，光交換技術(shù)一定會在全光通信網(wǎng)中發(fā)揮重要的作用，會為通信技術(shù)的發(fā)展帶來革命性的進步。4.1.1 智能自動化 智能自動交換光網(wǎng)絡(luò)即網(wǎng)絡(luò)的管理和控制具有智能化特點，能夠動態(tài)、自動地完成端到端光通道的建立、 拆除和修改。當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，應(yīng)該能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲信息、可用的資源信息、配置信息等動態(tài)指配最佳恢復(fù)路由。對這種技術(shù)的需求源自互聯(lián)網(wǎng)容量的增長。容量的增長要求光交換層的交換能力不斷增強，使之向更易于管理、更加靈活和更具有健壯性，同時業(yè)務(wù)指配和故障恢復(fù)也能夠更快地自動完成并具有智能性的方向發(fā)展。近期，在組網(wǎng)技術(shù)方面的兩

24、項技術(shù)進展使得對光網(wǎng)絡(luò)帶寬的動態(tài)指配成為可能。首先是可重構(gòu)型的光聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的開發(fā)成功，如光交叉連接器和光分插復(fù)用器，使得由運營商動態(tài)支配帶寬成為現(xiàn)實。另外，由于在IP路由器、ATM交換機等設(shè)備中強化了新的流量技術(shù)和路由技術(shù)，使這些設(shè)備具有了動態(tài)決定增減帶寬的能力。這兩種技術(shù)的使用，為傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)引入了智能控制和管理信令，從而使光網(wǎng)絡(luò)具有了智能性和自動性，為發(fā)展按需分配帶寬和買賣帶寬的新型商業(yè)模式提供了條件。4.1.2 光交換機多樣化隨著液晶技術(shù)的成熟，液晶光交換機將會成為光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的一個重要設(shè)備，該交換設(shè)備主要由液晶片、極化光束分離器、成光束調(diào)相器組成，而液晶在交換機中的主要作用是旋轉(zhuǎn)入射光的

25、極化角。當電極上沒有電壓時，經(jīng)過液晶片的光線極化角為90，當有電壓加在液晶片的電極上時，入射光束將維持它的極化狀態(tài)不變。而由聲光技術(shù)實現(xiàn)的光交換設(shè)備，因其中加入了橫向聲波，從而可以將光線從一根光纖準確地引導(dǎo)到另一根光纖，該類型的交換機可以實現(xiàn)微秒級的交換速度，可方便地構(gòu)成端口較少的交換機。但它不適合用于矩陣交換機。另外，市場上目前又開發(fā)了基于不同類型的特殊微光器件的光交換機，這種類型的交換機可以由小型化的機械系統(tǒng)激活，而且它的體積小，集成度高，可大規(guī)模生產(chǎn)，我們相信這種類型的交換機在生產(chǎn)工藝水平不斷提高的將來，一定能成為市場的主流。4.2 全光交換所謂全光交換是指從波長到波長的轉(zhuǎn)換，基于這種技術(shù)的光交換或波長路由器能使網(wǎng)絡(luò)配置更靈活，使運營商可以在光骨干網(wǎng)中方便地提供OC-1到光波長的業(yè)務(wù)，把選路定位在波長上而不是光纖上，遇到故障可以自動恢復(fù)工作。由于無須ATM交換機、SONET ADM和數(shù)字交叉連接器等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)將得到大大簡化。近期在光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)熱潮中，運營商和制造商都顯示出了對全光交換設(shè)備的濃厚興趣，預(yù)計成熟的產(chǎn)品