全光网络与光开关技术概述

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1、黄河科技学院结课论文单位代码11834学号_1101021065密级___一级____课程设计全光网络与光开关技术概述院（系）名称信息工程学院专业名称光电信息工程学生姓名熊凤华指导教师李利平2014年6月8日黄河科技学院结课论文目录关于光开关技术的概述1摘要1第1章绪论21.1全光网络与光开关21.2光开关技术及进展31.2.1光开关的应用领域31.2.2光开关的性能指标41.2.3几种新型光开关的技术特点分析51.3光控光开关的研究现状及分析71.3.1非线性耦合器型71.3.2Mach-Zehnder型光开关81.3.3非线性Sagn

2、ac干涉仪光开关91.4本章小结9第2章光开关阵列简述112.1基于M-Z干涉仪的光开关矩阵设计112.1.1M-Z干涉仪的原理112.1.2光开关矩阵的性能参数112.2基于MEMS的光开关矩阵设计122.2.1MEMS静电式光开关122.2.2MEMS光发大器的可扩展型的光开关矩阵132.2.3　喷墨气泡MEMS光开关142.2.4电磁驱动移动式微型光开关152.3本章小结16第3章开关矩阵的无阻塞性173.1网络结构的简介173.1.1Crossbar173.1.2Benes183.2开关矩阵的无阻塞性和光路选择的算法203.2.1

3、无阻塞性203.2.2光路选择的算法简介213.3本章小结22结束语22参考文献：23黄河科技学院结课论文关于光开关技术的概述摘要随着现代社会对信息传输容量和速度要求的不断提高，基于密集波分复用技术和全光交换技术的全光网络将成为新一代高速宽带综合业务网络首选。光开关作为全光交换的核心器件，它的作用也日益突出，主要应用于全光层的路由选择、波长选择、光交叉连接及自愈保护等功能。同时，随着通信速率的飞速增长，对光开关的开关速度等指标提出了更高的要求。光控光开关，即全光开关，因为有着稳定、高速、大容量、无须光电转换等许多优点，越来越受到研究者的重

4、视。光开关可以实现光束在时间、空间、波长上的切换，在光网络中有很多应用场合，是光通讯、光计算机、光信息处理等光信息系统的关键器件之一。广义上来说，光开关可以分为两个类型：干涉仪型和非干涉仪型。干涉仪型依靠于光路之中的相位关系，通过普克尔(Pockels)效应或热效应一般就可以达到相位控制。这类器件对环境非常敏感，尤其是对环境温度。它们对控制信号有循环响应，这些控制信号通常需要对光输出进行监视，亦即反馈，以维持所要求的状态。方向耦合器就是典型的干涉仪型开关。非干涉仪型可用多种多样的方式制成，它们对偏振、波长、温度和其他影响的敏感性低于干涉仪

5、型器件，要控制这些影响很困难。对于非干涉仪型光开关，开关功能的动态范围(或开关比)可以非常高，而另一方面，在干涉仪型开关中的动态范围，则依靠于干涉束的光功率的精确平衡，而且通常精度较低并较难保持。本文将对课题的背景进行简要说明，并对比分析目前该课题国内外研究的现状，指出课题研究的意义。背景进行简要说明，并对比分析目前该课题国内外研究的现状，指出课题研究的意义。其中详细分析了不同技术原理光开关的优缺点。其次，交待出本次课题研究所需要的研究条件，阐述光开关设计制作方面的关键技术。最后，对本次课题研究进行总结。关键词：光开关、干涉仪型光开关、非

6、干涉仪型光开关、8×8及16×16光开关阵列24黄河科技学院结课论文第1章绪论1.1全光网络与光开关最近几年来通信网络的传输和交换容量增长如此迅速，特别是INTERNET、电子商务、数字音频、视频分布业务的飞速发展，通信流量出现了爆炸式增长，用户对网络带宽的需求越来越大，对现有的电信传输网络带来了巨大的压力，因此，建设高速大容量的宽带综合业务网络已经成为现代信息技术发展的必然趋势。在众多的网络技术方案中，基于电子技术的网络方案受到器件工作的物理限制，难以完成高速宽带综合业务的传送和交换处理，为此，在干线传输方面，采用密集波分复用（Dens

7、eWavelengthDivisionMultiplexing,DWDM）技术进行光纤宽带的充分挖掘，使点到点的光纤大容量传输技术取得了突破进展；在交换方面，传输速率越高，交叉连接规模越大，多级体系结构中的电子交换构件的电子互联就会越复杂、越笨重、成本越昂贵，加之电子器件的极限限制，传统的电子设备在交换容量上再难有本质的提高，交换过程带来的“电子瓶颈”问题就成为限制通信网络吞吐能力的主要因素，只有采用光互联方能克服上述局限。因此，从当前信息技术发展的潮流来看，基于光纤的全光网络方案因能提供高速、大容量的传输及处理能力，打破信息传输交换的“

8、电子瓶颈”，并能在很长时间内适应高速宽带需要而成为新一代高速宽带综合业务网络首选[1]。所谓全光网络（AllOpticalNetwork,AON），就是指网络中直到端节点之间的信号通路保持着光