未來大容量數據網絡的關鍵設備—光交換機 續(xù)
新的光交換機技術
現在有了基于熱學、液晶、聲學和微機電（MEM：Micro－Electro－Mechanical）技術的光交換機。
熱光交換機采用了和調節(jié)熱量的聚合作波導。交換由公布于聚合體堆中的薄膜加熱元素控制。當電流通過加熱器時它改變了波導分支區(qū)域內的熱量分布,從而改變了折射率,這樣就可將光耦會從生波導引導至目的分支波導。這種光交換機的體積非常小，能實現微秒級的交換速度。它的缺點在于介入損耗較高，串音較嚴重，消光率較低，耗電量較大，并且要求有良好的散熱器。
液晶光交換機內包含有液晶片極化光束分離器（PBS）或先來調相器。液晶片的作用是旋轉入射光的極化角。當電極上沒有電壓時，經過液晶片的光線的極化角為90度，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。PBS或光束調相器起路由器的作用，將信號引導到目的端口。對極化敏感或不敏感的矩陣交換機都能利用這種技術。
當使用向列的液晶時，交換機的交換速度大約為100毫秒，當使用鐵電的液晶時，交換速度為10微秒。使用液晶技術可以構造多通路交換機，但它的缺點是損耗較大，熱漂移量較大，串音較嚴重，驅動電路也比較昂貴。
第三種光交換機是基于聲光技術的。在這種交換機中，通過在光介質（例如TeO2晶體）中加入橫向聲波，可以將光線從一根光纖準確地引導到另一極光纖。
聲光交換機可以實現微秒級的交換速度。利用這種技術可以方便地構建端口數較少的交換機。但是它并不適于矩陣交換機，這是因為需要復雜的系統(tǒng)通過改變頻率來控制交換機。此外，這種交換機的表耗隨波長變化較大，驅動電路也比較昂貴。
另一種令人感興趣的交換機采用了MEM技術能在空閑的空間內調節(jié)光束。目前已經開發(fā)出了多種MEM交換機，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械系統(tǒng)激活。
MEM交換機的憂點在于體積小集成度高，并可像集成電路那樣大規(guī)模生產。但要想使MEM成為一種可行的有利可圖的替代技術還需要在生產過程上作進一步的努力。
光子網絡中的光交換機
除了傳統(tǒng)的應用外，光交換機還將在新興的多通路、可重新配置的光子網絡中發(fā)揮越來越重要的作用。要想使全光同成為現實就需要實現諸如DWDM，光分插復用器（OADM）和先交叉連接設備（OXC）這樣的技術。
到目前為止，DWDM已經成為在長距離和城域網通信應用中主要使用的全光同技術。在一個用戶不斷增長的網絡環(huán)境中引入OADM和OXC網元將有助于靈活地使用和分配波長。這些新的網元可以幫助運營商在光子層重新配置網絡流量已獲得***的數據傳輸，并能在鏈路發(fā)生故障時迅速恢復。全光網最終會丟棄緩慢而昂貴的光電轉換器，從而使未來的網絡以更迅速更經濟的方式運行。 OADM和OXC都需要更大的光交換容量。
通過使用光交換機，OADM可以在網絡的某個節(jié)點從WDM信號中選出并卸下一個波長，然后再在原波長上加入一個新的信號繼續(xù)向下一個節(jié)點傳輸。這種功能極大地加強了全光網絡中的負載管理能力。 在一個簡單的OADM設計中 ，2*2光交換機和DWDM復用／解復用過濾器可以裝進一個模塊以實現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網絡中，OXC能在M*N的光纖輸入輸出之間提供動態(tài)的交換連接。這樣，光交叉連接交換機就能在矩陣配置寧提供無阻塞的一到多連接。OXC能提高網絡的生存能力，降低網管成本，在光子層重新配置信號路由，這樣就不再需要復殺而昂貴的數字交換機了。OXC操作于光城，這樣就可憑借其波長、比特率和協議透明性等特點容納未來的T比持數據沈。
光交換機的未來
除了上面討論的多種多樣的光交換機外，由于在OADM和OXC應用中提出了更高的速率、性能和可靠性要求，新的和改進的交換機技術還在不斷涌現。基于光纖的非強性特征的全光交換設備就是新出現的技術。使用非線性定向耦合器作為光交換機就是其中一例。耦臺器由靠得很近的兩根針芯組成。當兩極料芯的相位先配時，纖芯會分開，從而產生了開關效應。由于又換是在光纖內完成的，這種交換機具有較高的交換速度，較低的損耗，并在矩陣配置中可實現多級級聯，因此很有希望在未來的光網絡中采用。
由于光網絡容量持續(xù)擴展，而電又換機不適應超過吉比特速率的要求，開發(fā)高速高性能的交換機就成為必然的趨勢。當出現更有效的信號管理方式時，全光同給最終會變成事實。在未來的大容量光網絡中，光交換機必將起到關鍵的作用。
光交換機的內容不僅僅局限于以上這些內容，希望大家多多掌握。
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