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光固化成型技术论文
光固化成型技术论文 光交换技术论文篇一 关于光交换技术应用之探讨 摘要：光交换的优点在于光信号通过光交换单元时，无需经过光电/ 电光转换，因此不受监测器和调制器等光电器件响应速度的限制，可以大大提高 交换单元的吞吐量。目前，光交换的控制部分主要通过电信号来完成，随着光子 技术的发展，未来的光交换必将演变成为光控光交换。本文介绍了几种光交换技 术的基本原理，以及光交换技术在通信网络中的应用情况，为全光网络的规划建 设提供了一些参考信息。关键词：光交换;网络技术;技术应用Abstract:The advantages of optical switching in optical signal through the optical switching unit, without optical-electrical conversion, and therefore not subject to response speed limit monitor and modulator optical devices, can greatly improve the exchange unit throughput. At present, the control part of the main optical switching through the electrical signal to complete, with the development of photonic technology, the future optical switch will evolve into an optical switch. This paper introduces the basic principle of optical switching technology in several, and application of optical switching technology in the communication network, provides some reference information for the planning and construction of all optical network. Keywords: optical switching;
network technology;
technology application 中图分类号：E963 文献标识码：A文章编号：
引言 随着通信网传输容量的增加，光纤通信技术也发展到了一个新的高度。
发展迅速的各种新业务对通信网的带宽和容量提出了更高的要求。光纤的巨大频 带资源和优异的传输性能，使它成为高速大容量传输地理想媒质。随着WDM技 术地成熟，单根光纤的传输容量甚至可以达到Tb/s的速度。由此也对交换系统的 发展提供了压力和动力，尤其是在全光网中，交换系统所需处理的信息甚至可达 到几百至上千Tb/s。运用光子技术实现光交换已成为迫切需要解决的问题。
1. 光交换技术基本原理光交换的优点在于光信号通过光交换单元时，无需经过光电/电光转 换，因此不受监测器和调制器等光电器件响应速度的限制，可以大大提高了交换 单元的吞吐量。目前比较成熟的光换技术主要有以下几种类型：
1.1 光电交换技术 主要原理是利用光电晶体材料的波导组成输入输出端之间搭建波导 通路。并使两条通路之间构成Mach-Zehnder干涉结构，其相位差可以通过施加在 通路上的电压控制。当通路上的驱动电压使两通路上的相位差发生改变时，就可 以利用干涉效应将信号送到目的输出端。这种结构可以实现1×2和2×2的交换配 置，其交换速度较快(达到ns级)，但它的介入损耗、极化损耗和串音较严重，对 电漂移较敏感，通常需要较高的工作电压。
1.2 光机械交换技术 这种技术通过移动光纤终端或棱镜将光线引导或反射到输出光纤，原 理十分简单，成本也较低，但只能实现ms级的交换速度。
1.3 热光交换技术 采用可调节热量的聚合体波导作为介质，然后通过分布于聚合堆中的 薄膜加热元素控制。当电流通过加热器时，波导分支区域内的热量分布将发生改 变，进而改变波导的折射率，这样可以将光耦合从主波导引导至目的分支波导。
这种光交换的速度可达μs级，器件体积也非常小，但介入损耗较高、串音严重、 消光率较差、耗电量较大、并需要良好的散热器。
1.4 液晶光交换技术 这种光交换通过液晶片、极化光束分离器(PBS)或光束调相器来实现。
液晶片的作用是旋转入射光的极化角。当电极上没有电压时，经过液晶片光线的 极化角90°，当电压加在液晶片的电极上时，入射光束将维持其极化状态不变。
PBS或光束调相器起路由器作用，将信号引导至目的端口。对极化敏感或不敏感 的矩阵交换机都能利用此技术。该技术可以构造多通路交换机，缺点是损耗大、 热漂移量大、串音严重、驱动电路也较昂贵。
1.5 声光交换技术它是在光介质中加入横向声波，将光线从一根光纤准确地引导至另一 根光纤。声光交换可以达到弘s级交换速度，可用于构建端口数较少的交换机。
用这种技术制成的交换机的损耗随波长变化较大，驱动电路也较昂贵。
1.6 采用微电子机械技术(MEM)的光交换技术 这种光交换的结构实质上是一个二维易镜片阵，当进行光交换时，通 过移动光纤末端或改变镜片角度，把光直接送到或反射到交换机的不同输出端。
采用微电子机械系统技术可以在极小的晶片上排列大规模机械矩阵，其响应速度 和可靠性大大提高。这种光交换实现起来比较容易，插入损耗低、串音低、消光 好、偏振和基于被长的损耗也非常低，对不同环境的适应能力良好，功率和控制 电压较低，并具有闭锁功能;缺点是交换速度只能达到ms级。
1.7 光标记交换技术技术 这种技术是指通过利用各种方法在光包上打上标记，即把光包的包头 地址信号用各种方法打在光包上，这样在光交换节点上根据光标记来实现全光交 换。基于这种原理实现的光交换称为光标记交换OLS(optical label switch)。光标 记的产生和提取是光标记交换的核心技术。光标记信号一般是Mbit/s量级的低速 率信号，而光包的传输速率都在Gbit/s量级上，将低速的标记信号加在高速的光 包信号上，可以根据不同的机制采用不同的方法。光调制有三种方式：调幅、调 频和调相，目前光标记的产生大多数也是从这三方面入手，光标记的提取本质上 是把光标记从复用信号中分离出来。基于调幅产生的光标记大多用半导体光放大 器(SOA)、普通光纤和半导体激光放大器的非线性效应的交叉相位调制、交叉增 益调制和四波混频(FWM)等原理来提出光标记;基于调频产生的光标记一般采用 载波解复用方法;基于调相产生的光标记方法可以利用光的干涉原理来提取光标 记信号。
综上所术，目前光交换技术存在多种类型，可以根据实际应用的需求 采用。而这些光交换技术，控制部分主要通过电信号来完成，随着光子技术的发 展，未来的光交换必将演变成为光控光交换。
2. 光交换技术在全光网络中的应用 目前，光交换技术在全光网络中的应用主要有以下几种情况：
2.1 IP包的全光标记交换IP包由源节点发出，经过核心光网络传送和交换标记后到达目的节点。
在核心光网络的接入处，边缘路由器通过添加副载波复用(SCM)标记且对IP包重 新包封;在核心光网络内部，全光核心路由器通过波长转换和SCM标记交换，对 新的IP包进行选路和传递;当IP包离开核心光网络时，边缘路由器移去其SCM标 记，并进行一次波长转换。IP包标记交换具有低延迟低开销的特点，简化了IP包 的传送，使数据速率可达到Tb/s级。另外，IP包标记交换避免了路由查询，减少 了通过IP层的包数量，并支持其它协议。
2.2 突发数据交换 它是一种光的分组交换。这种网络结构包含两种光分组：路由信息的 控制分组和承载业务的数据分组。控制分组中的控制信息要通过路由器的电子处 理，数据分组则无须进行光电/电光转换和电子路由器的转发，直接在端到端的 透明传输信道中传输。控制分组在WDM传输链路中的某一特定信道中传送，每 个突发的数据分组对应一个控制分组，控制分组先于数据分组传送，通过“数据 报”或“虚电路”路由模式指定路由器分配空闲信道，实现数据信道的带宽资源动 态分配。数据信道与控制信道的隔离简化了突发数据交换的处理，而且控制分组 长度十分短，因此可以实现高速处理。
2.3 自动保护倒换(APS) 目前大多数光纤网络都有两条以上的光纤路由与关键节点相连。当光 纤断裂或转发器发生故障时，通过光交换，光信号能方便地避开故障地光纤或转 发器，重新选择到达目的地的有效路由，从而完成自动恢复。
2.4 网络监控 在光传送网中，可以通过光交换让用户取出信号或插入一个网络分析 仪来进行实时监控，不干扰网络数据的传输。通过光交换机将多条光纤连接到一 个光时域反射计，实现对光纤链路的监控，准确地对光纤链路上的故障进行定位。
光纤器件的现场测试：通过多通道的光交换，对光纤器件进行在线测试。通过监 视每一个对应测试参数的交换通道，可以不间断地测试多个部件。光交换技术还 广泛用于光纤传感器网络中。
3. 结语随着通信网络需求的不断提升，全光网络的搭建将全面开展，对光交 换技术的要求必然提高。我们需要密切跟进光交换技术的发展，并通过实际运用 和测试做进一步的检验和开发。
光交换技术论文篇二 光突发交换及其关键技术 摘要：在几种光交换技术中，光突发交换技术能够满足不断增长的业 务需求，是一种更为灵活有效的光网络解决方案。本文首先介绍了几种光交换网 络，然后重点分析了光突发交换网络的基本原理、关键技术等。
关键词：光突发交换技术 竞争解决 汇聚算法 信道调度算法 QoS 中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：
1007-9416(2011)12-0069-01 1、几种不同的光交换网络 随着信息爆炸式增长，通信业务从传统的语音、数据业务向视频、多 媒体等宽带实时业务发展，对通信容量也提出越来越高的要求。光纤拥有大约 30THz的巨大潜在的宽带容量，是未来骨干网络中最重要的传输媒介，为增长的 信息容量提供了解决方案。波分复用技术可以解决高速传输的问题，但是节点间 的信息交换是在电域中进行。这一电子瓶颈制约高带宽和高速信息传输的发展， 光交换网络在这一背景下应运而生。光交换技术可分为光电路交换，光分组交换， 光突发交换，光标签分组交换。
1.1 光电路交换 基于波长交换粒度的光电路交换(OCS)就可以实现光交换，即构建波 长路由光网络。基于波长路由的全光网络已有了成熟的发展，现在正在逐步得到 规模化的应用。
1.2 分组交换光网络 光分组交换技术(OPS)试图直接在光层上实现精细粒度的数据交换， 带宽利用率高，适合于传输类似IP的突发数据。因此，光分组交换是一种发展前景很好的先进技术。OPS具有高速、大吞吐量、低时延、业务和比特率透明等突 出优点，但是某些关键的技术问题还是没有得到解决。例如，长时延和高速缓存 器、高速光交换矩阵、光时钟提取与恢复等，这使得实现全光分组交换还有很多 困难。
1.3 光突发交换网络 如上文所述，OCS不适用于有突发性的IP数据业务，OPS又有很多技 术难题有待解决。考虑到这两种交换技术的局限性，人们提出一种新的交换技术 ―光突发交换技术(OBS)。OBS结合了OCS和OPS的优点，避免了它们的缺点， 具有很好的发展前景。
2、OBS的体系结构和基本原理 考虑到光电路交换不灵活、带宽利用率低和光分组交换技术难度大、 难于实现的现状，1999年乔春明等人提出了OBS网络，以满足突发性、多样性业 务日益增长的需求。
图1是一个OBS网络的基本结构。如图所示，来自传统IP网络的数据 包在入口边缘节点按照业务的目的地址和服务等级等信息进行排队。入口节点对 数据包进行分类、缓存和封装，组成突发包，并产生相应的突发控制包，然后发 送到核心节点。核心节点根据突发控制包(BCP)中的路由信息，对到达的突发数 据包(BDP)进行交换。在网络的出口，出口边缘节点将BDP拆卸，再发送到其他 子网或者终端用户。
2.1 OBS实现原理 BDP是一种粒度大小介于波长和分组之间的交换单元，其在OBS网络 中的交换传输完全在光域中完成，不需要进行光/电/光的转换。在OBS网络中， BCP在独立于数据通道的控制信道进行传输，每个BDP对应于一个BCP，源节点 需要设置BCP与相应的BDP发出时间的间隔，通过恰当的时间间隔，可以保证一 定的服务质量并且不需要光存储和执行光同步。BCP中的控制信息在核心节点处 经过电域处理，突发数据包不需要经过光/电、电/光转换和电路由器转发，实现 端到端的透明传输。
2.2 OBS网络的关键技术2.2.1 竞争解决机制 OBS网络采用单向预留协议，在发送突发包之前，并不预先建立连接， 在BDP经过的节点中，有可能无法预留信道资源，这个时候可能会导致BDP的丢 失。因此，OBS网络中的突发竞争解决技术也是OBS网络中需要解决的关键问题 之一。目前提出的竞争解决方案有以下几种：核心节点设置光缓存、波长变换、 偏射路由和分段丢弃。
目前实用的光缓存器采用光纤延迟线(FDL)的方式来实现。光信号一 旦进入FDL，不可能中途将信号取出，所以采用这种缓存技术有很大的局限性。
如果使用波长转换器，让其中一个BDP直通，另一个BDP交换到同一出口的不同 波长上，这样可以减少突发丢失，但是波长转换器价格昂贵。偏射路由竞争解决 机制是在竞争发生时，将其中一份突发数据包路由到另一个可选输出端口，从而 减少BDP的丢失。如果采用分段技术，其中一个突发包的部分分组会被丢弃，这 样会降低分组丢失概率。总之，单独利用上述几种竞争解决机制的效果不明显， 有人提出了将几种解决方案结合的解决方法，可以很好地解决OBS网络中数据包 的竞争问题。
2.2.2 边缘汇聚机制和数据信道调度机制 目前，入口边缘节点对接入业务进行整合，将IP分组有效汇聚成OBS 中的BDP的算法有固定汇聚时间算法、固定汇聚长度算法、以及自适应汇聚长度 算法等。OBS网络核心节点中数据信道的调度是设计OBS网络时需要考虑的关键 问题。目前提出的数据信道调度算法有最迟可用未占用信道调度算法、可插空最 迟可用未占用信道调度算法以及按需突发重新调度算法等。
2.2.3 OBS网络中的QoS解决方案 OBS网络中服务质量(QoS)问题也是目前的研究热点。随着实时业务 的不断增长，不同的应用对网络的需求也有所不同。网络延时和分组丢失都直接 影响用户终端的服务质量。例如，实时语音传输有严格的延时要求，但是可以容 忍少量的分组丢失;而FTP应用不能容忍数据丢失，但对延时没有要求。目前提出 的QoS解决方案有基于偏置时间的QoS方案和基于比例优先级的QoS方案。这两 种方法实现比较简单，但是仍然不够完善。因此如何完善OBS网络中的QoS控制 机制，是目前研咳嗽泵媪俚奈侍狻3、结语 OBS能够实现面向IP的突发业务的快速资源分配和高资源利用率，因 此能有效地支持上层协议或高层用户的突发业务，满足突发性、多样性业务需求。
但是OBS中的突发丢失、服务质量保证等问题也是其要面临的挑战。解决好了这 些问题，OBS技术有望成为下一代IP骨干网的核心技术。
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