未来大容量数据网络的关键设备—光交换机 续

新的光交换机技术

现在有了基于热学、液晶、声学和微机电（MEM：Micro－Electro－Mechanical）技术的光交换机  。

热光交换机采用了和调节热量的聚合作波导  。交换由公布于聚合体堆中的薄膜加热元素控制  。当电流通过加热器时它改变了波导分支区域内的热量分布,从而改变了折射率,这样就可将光耦会从生波导引导至目的分支波导  。这种光交换机的体积非常小，能实现微秒级的交换速度  。它的缺点在于介入损耗较高，串音较严重，消光率较低，耗电量较大，并且要求有良好的散热器  。

液晶光交换机内包含有液晶片极化光束分离器（PBS）或先来调相器  。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，经过液晶片的光线的极化角为90度，当有电压加在液晶片的电极上时，入射光束将维持它的极化状态不变  。PBS或光束调相器起路由器的作用，将信号引导到目的端口  。对极化敏感或不敏感的矩阵交换机都能利用这种技术  。

当使用向列的液晶时，交换机的交换速度大约为100毫秒，当使用铁电的液晶时，交换速度为10微秒  。使用液晶技术可以构造多通路交换机，但它的缺点是损耗较大，热漂移量较大，串音较严重，驱动电路也比较昂贵  。

第三种光交换机是基于声光技术的  。在这种交换机中，通过在光介质（例如TeO2晶体）中加入横向声波，可以将光线从一根光纤准确地引导到另一极光纤  。

声光交换机可以实现微秒级的交换速度  。利用这种技术可以方便地构建端口数较少的交换机  。但是它并不适于矩阵交换机，这是因为需要复杂的系统通过改变频率来控制交换机  。此外，这种交换机的表耗随波长变化较大，驱动电路也比较昂贵  。

另一种令人感兴趣的交换机采用了MEM技术能在空闲的空间内调节光束  。目前已经开发出了多种MEM交换机，它们采用了不同类型的特殊微光器件，这些器件由小型化的机械系统激活  。

MEM交换机的忧点在于体积小集成度高，并可像集成电路那样大规模生产  。但要想使MEM成为一种可行的有利可图的替代技术还需要在生产过程上作进一步的努力  。

光子网络中的光交换机

除了传统的应用外，光交换机还将在新兴的多通路、可重新配置的光子网络中发挥越来越重要的作用  。要想使全光同成为现实就需要实现诸如DWDM，光分插复用器（OADM）和先交叉连接设备（OXC）这样的技术  。

到目前为止，DWDM已经成为在长距离和城域网通信应用中主要使用的全光同技术  。在一个用户不断增长的网络环境中引入OADM和OXC网元将有助于灵活地使用和分配波长  。这些新的网元可以帮助运营商在光子层重新配置网络流量已获得最佳的数据传输，并能在链路发生故障时迅速恢复  。全光网最终会丢弃缓慢而昂贵的光电转换器，从而使未来的网络以更迅速更经济的方式运行  。    OADM和OXC都需要更大的光交换容量  。

通过使用光交换机，OADM可以在网络的某个节点从WDM信号中选出并卸下一个波长，然后再在原波长上加入一个新的信号继续向下一个节点传输  。这种功能极大地加强了全光网络中的负载管理能力  。    在一个简单的OADM设计中 ，2*2光交换机和DWDM复用／解复用过滤器可以装进一个模块以实现波长的选择性分插功能  。在这种OADM中加入可变衰减器，光子探测器等部件，还能发展出一些新的无功能  。

在DWDM网络中，OXC能在M*N的光纤输入输出之间提供动态的交换连接  。这样，光交叉连接交换机就能在矩阵配置宁提供无阻塞的一到多连接  。OXC能提高网络的生存能力，降低网管成本，在光子层重新配置信号路由，这样就不再需要复杀而昂贵的数字交换机了  。OXC操作于光城，这样就可凭借其波长、比特率和协议透明性等特点容纳未来的T比持数据沈  。

光交换机的未来   

除了上面讨论的多种多样的光交换机外，由于在OADM和OXC应用中提出了更高的速率、性能和可靠性要求，新的和改进的交换机技术还在不断涌现  。基于光纤的非强性特征的全光交换设备就是新出现的技术  。使用非线性定向耦合器作为光交换机就是其中一例  。耦台器由靠得很近的两根针芯组成  。当两极料芯的相位先配时，纤芯会分开，从而产生了开关效应  。由于又换是在光纤内完成的，这种交换机具有较高的交换速度，较低的损耗，并在矩阵配置中可实现多级级联，因此很有希望在未来的光网络中采用  。

由于光网络容量持续扩展，而电又换机不适应超过吉比特速率的要求，开发高速高性能的交换机就成为必然的趋势  。当出现更有效的信号管理方式时，全光同给最终会变成事实  。在未来的大容量光网络中，光交换机必将起到关键的作用  。

光交换机的内容不仅仅局限于以上这些内容，希望大家多多掌握  。