摘要:伴隨國家信息基礎網(wǎng)絡建設及電信經(jīng)營逐步開放,通信網(wǎng)絡正經(jīng)歷著一次又一次重大變革。而交換設備是通信網(wǎng)關(guān)鍵組成,交換技術(shù)發(fā)展與通信網(wǎng)發(fā)展是分不開,即交換技術(shù)與終端業(yè)務、傳輸技術(shù)必需相適應。分組交換是將用戶傳送數(shù)據(jù)劃分成一定長度,每個部分叫做一個分組,經(jīng)過傳輸分組方法傳輸信息一個技術(shù)。它是經(jīng)過計算機和終端實現(xiàn)計算機與計算機之間通信,在傳輸線路質(zhì)量不高、網(wǎng)絡技術(shù)手段還比較單一情況下,應運而生一個交換技術(shù)。多年來,伴隨光纖技術(shù)取得巨大成就,信道傳輸速率顯著增強,光交換技術(shù)得到很大發(fā)展,寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）中用戶線必需要用光纖。光技術(shù)已經(jīng)在信息傳輸中得到廣泛應用。關(guān)鍵字:通信交換技術(shù)光交換技術(shù)現(xiàn)代交換技術(shù)概述伴隨微電子技術(shù)、計算機技術(shù)飛速發(fā)展,交換技術(shù)得到了空前發(fā)展。從電話交換一直到當今數(shù)據(jù)交換、綜合業(yè)務數(shù)字交換,交換技術(shù)經(jīng)歷了人工交換到自動交換過程。大家對可視電話、可視圖文、圖像通信和多媒體等寬帶業(yè)務需求,也將大大地推進異步傳輸技術(shù)（ATM）和同時數(shù)字系列技術(shù)（SDH）及寬帶用戶接入網(wǎng)技術(shù)不停進步和廣泛應用。部分常見交換技術(shù),比如電話通信中使用電路交換技術(shù)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中使用分組交換技術(shù)和幀中繼技術(shù)、寬帶交換中使用ATM技術(shù)、計算機網(wǎng)絡中使用二層交換、IP交換和MPLS技術(shù)、光交換技術(shù)等等。伴隨通信技術(shù)和計算機技術(shù)不停發(fā)展,大家要求網(wǎng)絡能提供多個業(yè)務,而傳統(tǒng)電路交換技術(shù)已經(jīng)滿足不了用戶對于新業(yè)務要求,所以新興交換技術(shù)應用范圍越加廣泛。其中,我以光交換技術(shù)為例,來表現(xiàn)現(xiàn)代交換技術(shù)發(fā)展趨勢。光交換概述現(xiàn)代通信網(wǎng)中,優(yōu)異光纖通信技術(shù)以其高速、帶寬顯著特征而為世人矚目。實現(xiàn)透明、含有高度生存性。全光通信網(wǎng)是帶寬網(wǎng)未來發(fā)展目標。從系統(tǒng)角度來看,支撐全光網(wǎng)絡關(guān)鍵技術(shù)又基礎上分為光監(jiān)控技術(shù)、光交換技術(shù)、光處理技術(shù)、光放大技術(shù)幾大類。而光交換技術(shù)作為全光網(wǎng)絡系統(tǒng)中一個關(guān)鍵支撐技術(shù),它在全光通信技術(shù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。光交換(photonic

switching)技術(shù)也是一個光纖通信技術(shù),它是在光域直接將輸入光信號交換到不一樣輸出端。與電子數(shù)字程控交換相比,光交換無須在光纖傳輸線路和交換機之間設置光端機進行光/電（O/E）和電/光（E/O）交換,而且在交換過程中,還能充足發(fā)揮光信號高速、寬帶和無電磁感應優(yōu)點。光纖傳輸技術(shù)與光交換技術(shù)融合在一起,能夠起到相得益彰作用,從而使光交換技術(shù)成為通信網(wǎng)交換技術(shù)一個發(fā)展方向。光路交換系統(tǒng)所包含技術(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)和復合型交換技術(shù),其中空分交換技術(shù)包含波導空分和自由空分光交換技術(shù)。光分組交換系統(tǒng)所包含技術(shù)關(guān)鍵包含:光分組交換技術(shù)、光突發(fā)交換技術(shù)、光標識分組交換技術(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)現(xiàn)在關(guān)鍵是在試驗室內(nèi)進行研究與功效實現(xiàn),確保用戶與用戶之間信號傳輸與交換全部采取光波技術(shù)。其中,光分組交換技術(shù)和光突發(fā)交換技術(shù)是光交換中最有開發(fā)價值熱點技術(shù),也是全光網(wǎng)絡關(guān)鍵技術(shù),它將有著廣泛市場應用前景。光交換技術(shù)特點因為光交換不包含到電信號,所以不會受到電子器件處理速度制約,與高速光纖傳輸速率匹配,能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡高速率。光交換依據(jù)波長來對信號進行路由和選路,與通信采取協(xié)議、數(shù)據(jù)格式和傳輸速率無關(guān),能夠?qū)崿F(xiàn)透明數(shù)據(jù)傳輸。光交換能夠確保網(wǎng)絡穩(wěn)定性,提供靈活信息路由手段。光交換技術(shù)分類電域內(nèi)存在電路交換和分組交換,光交換技術(shù)依據(jù)交換粒度不一樣也能夠分為光路交換、光分組交換和光突發(fā)交換三種。光路交換OCS基于波長上下話路OADM和交叉連接OXC,采取波長路由方法,經(jīng)過控制平面雙向信令傳輸建立鏈路和分配波長,實質(zhì)是一個光電路交換方法。在光層利用密集波分復用網(wǎng)絡中,光路交換以波長交換形式實現(xiàn),即在相鄰節(jié)點間每一條鏈路上,一個波長對應一個用于交換光通道。波長交換優(yōu)點是速度快、對數(shù)據(jù)速率及格式透明,適合SDH網(wǎng)絡。光分組交換伴隨光傳送技術(shù)不停發(fā)展,光網(wǎng)絡傳送波長會越來越多。為了實現(xiàn)帶寬適配,邊緣節(jié)點往往需要進行大量復用和解復用操作,把高速光信號變換成可處理低速電信號,不僅增加了設備復雜性和成本,而且使邊緣節(jié)點成為新電子瓶頸。為了根本處理電子瓶頸問題,一個能夠直接在光域復用、交換和傳送IP包光分組交換技術(shù)應運而生。光突發(fā)交換即使波長交換技術(shù)相對比較成熟,但難以適應含有高突發(fā)性IP業(yè)務。因為現(xiàn)在光器件局限,實現(xiàn)完全OPS網(wǎng)絡比較困難,所以提出了光突發(fā)交換技術(shù)。OBS關(guān)鍵思想是將IP分組組裝成一個大突發(fā)包,并在電域上為這個突發(fā)包建立交換通路。通常情況下,單個光IP分組經(jīng)過交換矩陣對光開關(guān)要求為納秒級,而OBS使突發(fā)包經(jīng)過光開關(guān)時間要求下降為毫秒級,使得現(xiàn)在光器件能夠滿足這一要求。光交換優(yōu)點伴隨通信網(wǎng)絡逐步向全光平臺發(fā)展,網(wǎng)絡優(yōu)化、路由、保護和自愈功效在光通信領(lǐng)域中越來越關(guān)鍵。光交換能夠確保網(wǎng)絡可靠性和提供靈活信號路由平臺,盡管現(xiàn)有通信系統(tǒng)都采取電路交換技術(shù),但發(fā)展中全光網(wǎng)絡卻需要由純光交換來完成信號路由功效以實現(xiàn)網(wǎng)絡高速率和協(xié)議透明性。光交換為進入節(jié)點高速信息流提供動態(tài)光域處理,僅將屬于該節(jié)點及其子網(wǎng)信息上下路并交由電交換設備繼續(xù)處理,這么含有以下多個優(yōu)點:

a.

能夠克服純電子交換容量瓶頸問題。

b.

能夠大量節(jié)省建網(wǎng)和網(wǎng)絡升級成本。假如采取全光網(wǎng)技術(shù),將使網(wǎng)絡運行費用節(jié)省70%,設備費用節(jié)省90%。

c.

能夠大大提升網(wǎng)絡重構(gòu)靈活性和生存性,以及加緊網(wǎng)絡恢復時間。

d.

能夠確保網(wǎng)絡穩(wěn)定性,提供靈活信息路由手段。光交換技術(shù)發(fā)展趨勢現(xiàn)代通信網(wǎng)絡中,優(yōu)異光通信技術(shù)以其高速、寬帶顯著特征而為世人矚目,能夠這么說光交換技術(shù)發(fā)展在某種程度上也決定了全光通信發(fā)展。全光交換所謂全光交換是指從波長到波長轉(zhuǎn)換,基于這種技術(shù)光交換或波長路由器能使網(wǎng)絡配置更靈活,使運行商能夠在光骨干網(wǎng)中方便地提供OC-1到光波長業(yè)務,把選路定位在波長上而不是光纖上,碰到故障能夠自動恢復工作。因為無須ATM交換機、SONET

ADM和數(shù)字交叉連接器等設備,網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)將得到大大簡化?，F(xiàn)代波分復用（WDM）、空分復用、時分復用和碼分復用等復用技術(shù)出現(xiàn),豐富了光信號交換和控制方法,使得全光網(wǎng)絡發(fā)展展現(xiàn)出全新面貌。教授認為,未來全光網(wǎng)絡關(guān)鍵構(gòu)架可能就是以WDM技術(shù)為主導,結(jié)合光時分復用（OTDM）和光碼分復用（OCDMA）技術(shù)。OTDM技術(shù)能夠使一個固定波長光波攜帶信息量十幾倍、幾十倍地增加,OCDMA則提供一個全光接入方法。智能自動化智能自動交換光網(wǎng)絡即網(wǎng)絡管理和控制含有智能化特點,能夠動態(tài)、自動地完成端到端光通道建立、拆除和修改。當網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時,應該能夠依據(jù)網(wǎng)絡拓撲信息、可用資源信息、配置信息等動態(tài)指配最好恢復路由。對這種技術(shù)需求源自互聯(lián)網(wǎng)容量增加。容量增加要求光交換層交換能力不停增強,使之向更易于管理、愈加靈活和更含有健壯性,同時業(yè)務指配和故障恢復也能夠愈加快地自動完成并含有智能性方向發(fā)展。在組網(wǎng)技術(shù)方面兩項技術(shù)進展使得對光網(wǎng)絡帶寬動態(tài)指配有很大進展。首先是可重構(gòu)型光聯(lián)網(wǎng)節(jié)點開發(fā)成功,如光交叉連接器和光分插復用器,使得由運行商動態(tài)支配帶寬成為現(xiàn)實。另外,因為在IP路由器、ATM交換機等設備中強化了新流量技術(shù)和路由技術(shù),使這些設備含有了動態(tài)決定增減帶寬能力。這兩種技術(shù)使用,為傳統(tǒng)光網(wǎng)絡引入了智能控制和管理信令,從而使光網(wǎng)絡含有了智能性和自動性,為發(fā)展按需分配帶寬和買賣帶寬新型商業(yè)模式提供了條件。光交換機多樣化伴隨液晶技術(shù)成熟,液晶光交換機將會成為光網(wǎng)絡系統(tǒng)中一個關(guān)鍵設備,該交換設備關(guān)鍵由液晶片、極化光束分離器、成光束調(diào)相器組成,而液晶在交換機中關(guān)鍵作用是旋轉(zhuǎn)入射光極化角。當電極上沒有電壓時,經(jīng)過液晶片光線極化角為90°,當有電壓加在液晶片電極上時,入射光束將維持它極化狀態(tài)不變。而由聲光技術(shù)實現(xiàn)光交換設備,因其中加入了橫向聲波,從而