光電路交換

㈠ 在電路交換網路中,多條電路能否共享單條光纖

多條電路可以共享單條光纖，因為電路和光纖其實是並沒有什麼直接的關系的，同意，各家庭之間不同的設備完全是可以使用同一個網路。

㈡ 什麼是光交換機

光交換機，可以進行光信號的數據交換的設備。
隨著通信網路逐漸向全光平台發展，網路的優化、路由、保護和自愈功能在光領域中就變得越來越重要了。光交換機能夠保證網路的可靠性和提供靈活的信號路由平台。盡管現有的通信系統都採用電路交換，但未來的全光網路卻需要由純光交換機來完成信號路由功能以實現網路的高速率和協議透明性。
光交換的傳統應用：
通信網路中的光交換機的一個基本功能就是在光纖斷裂或轉發器發生故障時能自現代的大多數光纖網路都有兩條以上的光纖路由連到關鍵的節點。通過光交換機，光信號能方便地避開出故障的光纖或轉發器，重新選擇到達目的地的有效路由。但是信號以何種速率重新選擇路由對避免信息丟失是十分重要的，在高速電信系統中交換速率尤其重要。
光交換機的另一個傳統應用是網路監控。在遠端光纖測試點上，可使用一個1×N交換機將多條光纖連接到一個光時域反射計（OTDR），對光纖鏈路進行監控。使用交換機和OTDR可准確定位每一條光纖鏈路上的故障。在實際的傳送網路中，交換機還允許用戶取出信號或插入一個網路分析儀來進行實時監控而不會干擾網路數據傳輸。
光交換機通常也可用於光纖器件的現場測試。舉例來說，一個多通道交換機是在線測試光纖器件的有力工具。通過監視每一個對應一特定測試參數的交換機通道，可以不間斷地測試多個部件。
最近，光交換機還開始被應用於光纖感測器網路中。
盡管當前有許多種商用光交換機，但它們的光電和光機械模型都彼此十分相似。光電交換機內包含帶有光電晶體材料（諸如鋰鈮）的波導。交換機通常在輸入輸出端各有兩個波導，波導之間有兩條波導通路，這就構成了Mach-Zehnder干涉結構。這種結構可以實現1×2和2×2的交換配置。兩條通路之間的相位差由施加在通路上的電壓來控制。當通路上的驅動電壓改變兩通路之間的相位差時，利用干涉效應就可將信號送到目的輸出端。
最近，採用鋇鈦材料的波導交換機已經開發成功，這種交換機使用了一種分子束取相附生的技術。與鋰鈮交換機相比，這種新的交換機使用了非常少的驅動電能。
光電交換機的主要優點就是交換速度較快，可達到納秒級。然而，這類交換機的介入損耗、依極化損耗和串音都比較嚴重，它們對電漂移較敏感，通常需要較高的工作電壓。這樣，較高的生產成本就限制了光電交換機在商業上的廣泛應用。
光機械交換機依賴於成熟的光技術，是目前最常見的交換機。它的操作原理十分簡單，在交換機中，通過移動光纖終端或棱鏡來將光線引導或反射到輸出光纖，這樣就實現了輸入光信號的機械交換。光機械交換機只能實現毫秒級的交換速度，但由於它的成本較低，設計簡單和光性能較好而得到了廣泛的應用。
除了傳統的應用外，光交換機還將在新興的多通路、可重新配置的光子網路中發揮越來越重要的作用。

㈢ 電路交換與分組交換的區別 (越詳細越好!)

一、定義不同

1、電路交換（SCN），是指按照需求建立連接並允許專用這些連接直至它們被釋放這樣一個過程。電路交換網路包含一條物理路徑，並支持網路連接過程中兩個終點間的單連接方式。

2、分組交換，在通信過程中，通信雙方以分組為單位、使用存儲-轉發機制實現數據交互的通信方式。

二、結構不同

1、電路交換。 其基本結構是由交換單元按照一定的拓撲結構擴展而成的，所構成的交換網路也稱為互連網路。

2、分組交換。其網路結構一般由分分組交換組交換機、網路管理中心、遠程集中器、分組裝拆設備、分組終端/非分組終端和傳輸線路等基本設備組成。

三、優缺點不同

1、電路交換。

（1）電路交換方式的優點是數據傳輸可靠、迅速，數據不會丟失，且保持原來的序列。

（2）缺點是在某些情況下，電路空閑時的信道容量被浪費。

2、分組交換。

（1）分組交換方式的優點是不同的數據分組可以在同一條鏈路上以動態共享和復用方式進行傳輸，通信資源利用率高，使得信道的容量和吞吐量有了很大的提升。

（2）缺點是有時延抖動、開銷大。

(3)光電路交換擴展閱讀

網路中的數據交換可以分為電路交換，分組交換（數據包交換）、ATM交換、全光交換，標記交換。

其中電路交換有預留，且分配一定空間，提供專用的網路資源，提供有保證的服務，應用於電話網。

分組交換無預留，且不分配空間，存在網路資源爭用，提供有無保證的服務。分組交換可用於數據報網路和虛電路網路。

㈣ 電路交換與分組交換的區別 (越詳細越好!)

一、定義不同

1、電路交換（），是指按照需求建立連接並允許專用這些連接直至它們被釋放這樣一個過程。電路交換網路包含一條物理路徑，並支持網路連接過程中兩個終點間的單連接方式。

2、分組交換，在通信過程中，通信雙方以分組為單位、使用存儲-轉發機制實現數據交互的通信方式。

二、結構不同

1、電路交換。 其基本結構是由交換單元按照一定的拓撲結構擴展而成的，所構成的交換網路也稱為互連網路。

2、分組交換。其網路結構一般由分分組交換組交換機、網路管理中心、遠程集中器、分組裝拆設備、分組終端/非分組終端和傳輸線路等基本設備組成。

三、優缺點不同

1、電路交換。

（1）電路交換方式的優點是數據傳輸可靠、迅速，數據不會丟失，且保持原來的序列。

（2）缺點是在某些情況下，電路空閑時的信道容量被浪費。

2、分組交換。

（1）分組交換方式的優點是不同的數據分組可以在同一條鏈路上以動態共享和復用方式進行傳輸，通信資源利用率高，使得信道的容量和吞吐量有了很大的提升。

（2）缺點是有時延抖動、開銷大。

(4)光電路交換擴展閱讀

網路中的數據交換可以分為電路交換，分組交換（數據包交換）、ATM交換、全光交換，標記交換。

其中電路交換有預留，且分配一定空間，提供專用的網路資源，提供有保證的服務，應用於電話網。

分組交換無預留，且不分配空間，存在網路資源爭用，提供有無保證的服務。分組交換可用於數據報網路和虛電路網路。

㈤ 光纖通信技術的技術分類

光纖技術的進步可以從兩個方面來說明： 一是通信系統所用的光纖； 二是特種光纖。早期光纖的傳輸窗口只有3個，即850nm（第一窗口）、1310nm（第二窗口）以及1550nm（第三窗口）。近幾年相繼開發出第四窗口（L波段）、第五窗口（全波光纖）以及S波段窗口。其中特別重要的是無水峰的全波窗口。這些窗口開發成功的巨大意義就在於從1280nm到1625nm的廣闊的光頻范圍內，都能實現低損耗、低色散傳輸，使傳輸容量幾百倍、幾千倍甚至上萬倍的增長。這一技術成果將帶來巨大的經濟效益。另一方面是特種光纖的開發及其產業化，這是一個相當活躍的領域。
特種光纖具體有以下幾種：
1. 有源光纖
這類光纖主要是指摻有稀土離子的光纖。如摻鉺（Er3+）、摻釹（Nb3+）、摻鐠（Pr3+）、摻鐿（Yb3+）、摻銩（Tm3+）等，以此構成激光活性物質。這是製造光纖光放大器的核心物質。不同摻雜的光纖放大器應用於不同的工作波段，如摻餌光纖放大器(EDFA）應用於1550nm附近（C、L波段）；摻鐠光纖放大器（PDFA）主要應用於1310nm波段；摻銩光纖放大器（TDFA）主要應用於S波段等。這些摻雜光纖放大器與喇曼（Raman）光纖放大器一起給光纖通信技術帶來了革命性的變化。它的顯著作用是：直接放大光信號，延長傳輸距離；在光纖通信網和有線電視網（CATV網）中作分配損耗補償；此外，在波分復用（WDM）系統中及光孤子通信系統中是不可缺少的關鍵元器件。正因為有了光纖放大器，才能實現無中繼器的百萬公里的光孤子傳輸。也正是有了光纖放大器，不僅能使WDM傳輸的距離大幅度延長，而且也使得傳輸的性能最佳化。
2.色散補償光纖(Dispersion Compensation Fiber，DCF)
常規G.652光纖在1550nm波長附近的色散為17ps/nm×km。當速率超過2.5Gb/s時，隨著傳輸距離的增加，會導致誤碼。若在CATV系統中使用，會使信號失真。其主要原因是正色散值的積累引起色散加劇，從而使傳輸特性變壞。為了克服這一問題，必須採用色散值為負的光纖，即將反色散光纖串接入系統中以抵消正色散值，從而控制整個系統的色散大小。這里的反色散光纖就是所謂的色散補償光纖。在1550nm處，反色散光纖的色散值通常在-50~200ps/nm×km。為了得到如此高的負色散值，必須將其芯徑做得很小，相對折射率差做得很大，而這種作法往往又會導致光纖的衰耗增加（0.5~1dB/km）。色散補償光纖是利用基模波導色散來獲得高的負色散值，通常將其色散與衰減之比稱作質量因數，質量因數當然越大越好。為了能在整個波段均勻補償常規單模光纖的色散，又開發出一種既補償色散又能補償色散斜率的雙補償光纖（DDCF）。該光纖的特點是色散斜率之比（RDE）與常規光纖相同，但符號相反，所以更適合在整個波形內的均衡補償。
3. 光纖光柵（Fiber Grating)
光纖光柵是利用光纖材料的光敏性在紫外光的照射（通常稱為紫外光寫入)下，於光纖芯部產生周期性的折射率變化（即光柵）而製成的。使用的是摻鍺光纖，在相位掩膜板的掩蔽下，用紫外光照射（在載氫氣氛中），使纖芯的折射率產生周期性的變化，然後經退火處理後可長期保存。相位掩膜板實際上為一塊特殊設計的光柵，其正負一級衍射光相交形成干涉條紋，這樣就在纖芯逐漸產生成光柵。光柵周期模板周期的二分之一。眾所周知，光柵本身是一種選頻器件，利用光纖光柵可以製作成許多重要的光無源器件及光有源器件。例如：色散補償器、增益均衡器、光分插復用器、光濾波器、光波復用器、光模或轉換器、光脈沖壓縮器、光纖感測器以及光纖激光器等。
4. 多芯單模光纖（Multi-Coremono-Mode Fiber，MCF)
多芯光纖是一個共用外包層、內含有多根纖芯、而每根纖芯又有自己的內包層的單模光纖。這種光纖的明顯優勢是成本較低，生產成本較普通的光纖約低50%。此外，這種光纖可以提高成纜的集成密度，同時也可降低施工成本。以上是光纖技術在近幾年裡所取得的主要成就。至於光纜方面的成就，我們認為主要表現在帶狀光纜的開發成功及批量化生產方面。這種光纜是光纖接入網及區域網中必備的一種光纜。光纜的含纖數量達千根以上，有力地保證了接入網的建設。 光有源器件的研究與開發本來是一個最為活躍的領域，但由於前幾年已取得輝煌的成果，所以當今的活動空間已大大縮小。超晶格結構材料與量子阱器件，已完全成熟，而且可以大批量生產，已完全商品化，如多量子阱激光器（MQW-LD，MQW-DFBLD）。
除此之外，已在下列幾方面取得重大成就。
1. 集成器件
這里主要指光電集成（OEIC）已開始商品化，如分布反饋激光器(DFB-LD）與電吸收調制器(EAMD）的集成，即DFB-EA，已開始商品化；其它發射器件的集成，如DFB-LD、MQW-LD分別與MESFET或HBT或HEMT的集成；接收器件的集成主要是PIN、金屬、半導體、金屬探測器分別與MESFET或HBT或HEMT的前置放大電路的集成。雖然這些集成都已獲得成功，但還沒有商品化。
2. 垂直腔面發射激光器(VCSEL)
由於便於集成和高密度應用，垂直腔面發射激光器受到廣泛重視。這種結構的器件已在短波長（ALGaAs/GaAs）方面取得巨大的成功，並開始商品化；在長波長（InGaAsF/InP）方面的研製工作早已開始進行，也有少量商品。可以斷言，垂直腔面發射激光器將在接入網、區域網中發揮重大作用。
3. 窄帶響應可調諧集成光子探測器
由於DWDM光網路系統信道間隔越來越小，甚至到0.1nm。為此，探測器的響應譜半寬也應基本上達到這個要求。恰好窄帶探測器有陡銳的響應譜特性，能夠滿足這一要求。集F-P腔濾波器和光吸收有源層於一體的共振腔增強（RCE）型探測器能提供一個重要的全面解決方案。
4. 基於硅基的異質材料的多量子阱器件與集成（SiGe/Si MQW)
這方面的研究是一大熱點。眾所周知，硅（Si）、鍺（Ge）是間接帶隙材料，發光效率很低，不適合作光電子器件，但是Si材料的半導體工藝非常成熟。於是人們設想，利用能帶剪裁工程使物質改性，以達到在硅基基礎上製作光電子器件及其集成（主要是實現光電集成，即OEIC）的目的，這方面已取得巨大成就。在理論上有眾多的創新，在技術上有重大的突破，器件水平日趨完善。 光放大器的開發成功及其產業化是光纖通信技術中的一個非常重要的成果，它大大地促進了光復用技術、光孤子通信以及全光網路的發展。顧名思義，光放大器就是放大光信號。在此之前，傳送信號的放大都是要實現光電變換及電光變換，即O/E/O變換。有了光放大器後就可直接實現光信號放大。光放大器主要有3種：光纖放大器、拉曼放大器以及半導體光放大器。光纖放大器就是在光纖中摻雜稀土離子（如鉺、鐠、銩等）作為激光活性物質。每一種摻雜劑的增益帶寬是不同的。摻鉺光纖放大器的增益帶較寬，覆蓋S、C、L頻帶； 摻銩光纖放大器的增益帶是S波段；摻鐠光纖放大器的增益帶在1310nm附近。而喇曼光放大器則是利用喇曼散射效應製作成的光放大器，即大功率的激光注入光纖後，會發生非線性效應?喇曼散射。在不斷發生散射的過程中，把能量轉交給信號光，從而使信號光得到放大。由此不難理解，喇曼放大是一個分布式的放大過程，即沿整個線路逐漸放大的。其工作帶寬可以說是很寬的，幾乎不受限制。這種光放大器已開始商品化了，不過相當昂貴。半導體光放大器（S0A）一般是指行波光放大器，工作原理與半導體激光器相類似。其工作帶寬是很寬的。但增益幅度稍小一些，製造難度較大。這種光放大器雖然已實用了，但產量很小。
到此，我們系統、全面地評論了光纖通信技術的重大進展，至於光纖通信技術的發展方向，可以概括為兩個方面： 一是超大容量、超長距離的傳輸與交換技術； 二是全光網路技術。 隨著通信網路逐漸向全光平台發展，網路的優化、路由、保護和自愈功能在光通信領域中越來越重要。採用光交換技術可以克服電子交換的容量瓶頸問題，實現網路的高速率和協議透明性，提高網路的重構靈活性和生存性，大量節省建網和網路升級成本。光交換技術可分成光的電路交換（OCS）和光分組交換（OPS）兩種主要類型。光的電路交換類似於現存的電路交換技術，採用OXC、OADM等光器件設置光通路，中間節點不需要使用光緩存，對OCS的研究已經較為成熟。根據交換對象的不同OCS又可以分為：⑴ 光時分交換技術，時分復用是通信網中普遍採用的一種復用方式，時分光交換就是在時間軸上將復用的光信號的時間位置t1轉換成另一個時間位置t2 ⑵ 光波分交換技術，是指光信號在網路節點中不經過光/電轉換，直接將所攜帶的信息從一個波長轉移到另一個波長上。⑶ 光空分交換技術，即根據需要在兩個或多個點之間建立物理通道，這個通道可以是光波導也可以是自由空間的波束，信息交換通過改變傳輸路徑來完成⑷ 光碼分交換技術，光碼分復用（OCDMA）是一種擴頻通信技術，不同戶的信號用互成正交的不同碼序列填充，接受時只要用與發送方相同的法序列進行相關接受，即可恢復原用戶信息。光碼分交換的原理就是將某個正交碼上的光信號交換到另一個正交碼上，實現不同碼子之間的交換。

㈥ 比較電路交換和分組交換

電路交換：由於電路交換在通信之前要在通信雙方之間建立一條被雙方獨占的物理通路（由通信雙方之間的交換設備和鏈路逐段連接而成）。

報文交換：報文交換是以報文為數據交換的單位，報文攜帶有目標地址、源地址等信息，在交換結點採用存儲轉發的傳輸方式。

區別：

1、 電路交換是以電路為目的的交換方式，即通信雙方要通過電路建立聯系，建立後沒掛斷則電路一直保持，實時性高。

而分組交換是把信息分為若干分組，每個分組有分組頭含有選路和控制信息，可以到達收信方，但是不能即時通信。

2 、分組交換通信雙方不是固定佔有一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分佔有這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。

電路交換時，數據直達，不同類型、不同規格、不同速率的終端很難相互進行通信，也難以在通信過程中進行差錯控制。通信雙方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通信，實時性強。

3 、分組交換由於數據進入交換結點後要經歷存儲、轉發這一過程，從而引起轉發時延（包括接收報文、檢驗正確性、排隊、發送時間等），而且網路的通信量愈大，造成的時延就愈大，因此報文交換的實時性差，不適合傳送實時或互動式業務的數據。

電路交換連接建立後，物理通路被通信雙方獨占，即使通信線路空閑，也不能供其他用戶使用，因而信道利用低。

(6)光電路交換擴展閱讀；

電路交換

一旦電路建立，通信雙方的所有資源（包括線路資源）均用於本次通信，除了少量的傳輸延遲之外，不再有其他延遲，具有較好的實時性。從電路交換的工作原理看出，電路交換會佔用固定帶寬，因而限制了在線路上的流量以及連接數量。

電路交換方式的優點是數據傳輸可靠、迅速，數據不會丟失，且保持原來的序列。缺點是在某些情況下，電路空閑時的信道容量被浪費；另外，如數據傳輸階段的持續時間不長，電路建立和拆除所用的時間就得不償失。

由於電路交換對線路資源的獨占性，使得通信過程中，數據傳輸可靠、迅速、數據不會丟失，基本不會出現抖動現象，通信可靠性高，延時也非常小，僅僅是電磁信號傳輸時所花費的延時。

分組交換

較之電路交換對鏈路的獨占性而言，不同的數據分組可以在同一條鏈路上以動態共享和復用方式進行傳輸，通信資源利用率高，從而使得信道的容量和吞吐量有了很大的提升。因為結點到結點的單個鏈路可以由很多分組動態共享。分組被排隊，並被盡可能快速地在鏈路上傳輸

一個分組交換網路可以實行數據率的轉換：兩個不同數據率的站之間能夠交換分組，因為每一個站以它的自己的數據率連接到這個結點上。

在同一個鏈路上可以同時傳輸不同類型和規格的數據，當分組網路上有大量的分組時，可以根據設定數據傳輸的排隊機制，保證優先順序高的分組優先傳輸。當電路交換網路上負載很大時，一些呼叫就被阻塞了。在分組交換網路上，分組仍然被接受，只是其交付時延會增加。

在使用優先順序時，如果一個結點有大量的分組在排隊等待傳送，它可以先傳送高優先順序的分組。這些分組因此將比低優先順序的分組經歷更少的時延。