通信專業(yè)交換技術(shù)光交叉連接設(shè)備（0XC）

10.4 光交叉連接設(shè)備（0XC）
光交叉連接設(shè)備（Optical Cross-connect, OXC）是光網(wǎng)絡(luò)的重要部件，主要用于邊緣節(jié)點和核心節(jié)點的光交換機中。光交叉連接通常分為三類，即光纖交叉連接（Fiber Cross- connect, FXC）、波長選擇交叉連接（Wavelength-Selected Cross-connect，WSXC)、波長變換交叉連接（Wavelength Interchange Cross-comiect，W1XC）在這三類OXC中，都要用到空分 光交換器。因此，本節(jié)將首先講述光信號空分交換的原理，然后介紹各種0XC的結(jié)構(gòu)和工 作原理。
　　10.4.1 空分光交換
空分光交換的功能是使光信號的傳輸通路在空間發(fā)生改變。實現(xiàn)空分光交換的關(guān)鍵器件是光開關(guān)。光開關(guān)有機械型、電光型、磁光型和聲光型等多種類型。其中電光型的光開關(guān)具有開關(guān)速度高（ns量級）、串?dāng)_小和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，廣泛用作空分光交換單元。
從功能方面區(qū)分，基本的光開關(guān)有1 xl的通-斷型和1 x2的傳導(dǎo)型兩種。圖10-10表示半導(dǎo)體光放大器（Semiconductor Optical Amplifier, SOA）可以作為1x1的通一斷型光開關(guān)，通過控制偏置電壓K就可方便地控制光信號的通斷。而圖10-10 (b)表明在鈮酸鯉（LiNb03,其折射率取決于外加電壓）晶片上制作的光波導(dǎo)耦合器可以作為1 x2的傳導(dǎo)型光開關(guān)，通過控制外加電壓F就可改變光信號的輸出通路3當(dāng)然，適當(dāng)連接兩個1x1的光開關(guān)也可以構(gòu)成一個1 x2的光開關(guān)，適當(dāng)連接四個1 x2的光開關(guān)還可以構(gòu)成一個2x2的光開關(guān)，這分別如圖10-10 (c)和圖10-10 (d)所示。

1 x2和2 x2光開關(guān)是基本的空分光交換單元。1X2光開關(guān)有兩種可選的點對點連接狀態(tài)（端口1與端口2連通或端口1與端口3連通），還有一種點對多點連接狀態(tài)（端口1與端口2、端口3都連通）。2x2光開關(guān)也有兩種可選的點對點連接狀態(tài)：平行（Bar）連接 (端口1與端口2、端口4與端口3同時連通）或交叉（Cross)連接（端口1與端口 3、端口4與端口2同時連通），還有兩種可能的點對多點連接狀態(tài)（端口1與端口2、端口 3同 時連通或端口4與端口2、端口3同時連通）。

基于這些基本交換單元，通過集成，可以構(gòu)成更大規(guī)模的空分交換矩陣或交換網(wǎng)絡(luò) (Switching Fabric)。作為例子，圖10-11和圖10-12示出了兩種空分光交換結(jié)構(gòu)。圖10-11表明，集成16個2x2交換單元可以構(gòu)成1個4x4的交換矩陣；換而言之，若要構(gòu)成1個)Vx/V的交換矩陣，則需要f個2x2基本交換單元。圖10-12表明，通過1x2和2x2交換 單元的多級互連可以擴展交換網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。上述這些交換網(wǎng)絡(luò)均可以提供任意輸人端口與輸 出端口之間的可控制的連接。例如，在圖10-11中每個交換單元有兩種狀態(tài)：交叉連接 (Cmss)或平行連接（Bar），如果要使第；條輸入線與第7條輸出線連通，那么只要令位于相應(yīng)交叉點的交換單元處于平行連接狀態(tài)、而令這兩條線上的其他交換單元保持交叉連接狀態(tài)即可。

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