空分光交换网络

12.3.1　空分光交换网络

空分光交换的最基本单元是2×2的光交换模块，在输入端具有两根光纤，在输出端也具有两根光纤。如图12.7所示，它有两种工作状态：平行状态和交叉连接状态。

当前构成空分交换模块已经有几种结构类型：

（1）铌酸锂晶体定向耦合器，其结构及工作原理已在12.2.2中进行介绍了。

（2）由4个1×2光交换开关（Y分叉器）组成的2×2光交换模块如图12.7（a）所示。该1×2光交换器件可以由NbLiO3光耦合波导开关担当，只需要少用一个输入端或者输出端即可。

（3）由4个1×1开关器件和4个无源分路/合路器组成2×2光交换模块如图12.7（b）所示。其中的1×1开关器件可以是半导体激光放大器，也可以是SEED器件、光门电路等。无源光分路/合路器可以是T型无源光耦合器件，它的作用是把一个或多个光输入分配给多个或一个输出。无源T型耦合器对光信号的影响是附加插入损耗，但是耦合可以与光信号的波长无关。在这种情况下，T型耦合器不具有选向功能，选向功能由1×1开关器件实现。另外，这种实现方案由于输入级的光分路器的两个输出都具有同样的光信号输出，因此它具有同播功能。

图12.7　基本的2×2空分交换模块

利用在前面章节介绍的CLOS多极交换单元构成原理，对上面的基本交换模块进行多级复接，我们可以构成规模更大的光空分交换单元。采用光空分交换单元构成的多媒体交换系统如图12.8所示。

图12.8　多媒体光交换实验系统

这是一个支持4种不同的业务之间交换互连的综合业务光交换实验系统。该实验系统中，其终端设备有传真机（线路速率为64Kbit/s）、以太网CSMA/CD、NTSC电视（32Mbit/s）以及高清晰度电视（400Mbit/s）。对于CSMA/CD局域网应用，该实验系统只起到一个中继器的作用，也就是说系统没有执行IP交换功能。计算机、以太网以及NT－SC电视在系统中的连接是双向连接，而高清晰度视频连接是单向连接，它提供按需分配的视频业务。传输采用波分复用方式，用一根光纤传送两个方向的信号，上行信号利用1.28μm波长的波道，1.31μm波长用来传送下行信号。在高清晰度视频服务中，下行信号为400Mbit/s的数字视频信号，而上行数据流只是为了选择节目用的控制信号，其速率要比400Mbit/s低得多，为不平衡宽带应用。用于其他三种媒体通信的控制信号与信息信号一起进行时分复用，并在双向干线上被插入或分出。呼叫监测器监测多媒体用户的呼叫状态，并将呼叫消息转送给控制器，由控制器执行交换连接的选择处理，最后通过交换驱动器相应的交换开关实现光交换功能。