全球光交换设备市场从2001年的3.07亿美元开始增长,到2006年将达到64.5亿美元。2006年以后,该技术市场在整个电信市场领域将会占主导地位,尤其是在北美、西欧各国及亚洲部分地区。而在网络进展速度缓慢的发展中国家,诸如非洲、中东、拉丁美洲等地区,这项技术的使用可能还会花一段时间。
2001年后光交换技术市场日益成熟,价格也在迅速下降。批量生产以后,这些技术设备的价格有望在2002年下半年更大幅度地下降。如果说2000-2002年是光交换技术的试用期,那么2003年将是这项技术在全球范围内的大规模使用期。许多运营商,比如Global Crossing、法国电信和日本电信等都已经表达了对光交换系统性能的满意,并已经计划在2002-2003年间在他们的网络中广泛采用这项技术。北京市通信公司宣布采用北电网络的OPTera DX光交换机完成了长途光传输系统工程,升级后的网络已于2001年六月投入商业服务。
虽然在低迷的环境下,大多数运营商2006年都宣布了资本与运作支出缩减计划。与2001年相比,2002-2003 年间的缩减率高达30%。但是,受宽带业务需求影响,尽管电子商务呈下降趋势,数据通信仍然持续增长。如果运营商不与此快速增长业务同步,到2002年下半年其网络的最大使用容限将只有40%。因而,运营商恰当地选择技术设备来升级其网络、减少其成本和运作支出,日益显得重要。
业内专家指出,光分组交换技术将成为一项重要的网络交换升级技术得到广泛应用。未来,基于电路交换的电信网必然要升级到以数据为重心以分组为基础的新型通信网,而光分组交换网能以更细的粒度快速分配光信道,支持ATM和IP的光分组交换,是下一代全光网络技术,其应用前景广阔。以2001年以后,世界上许多发达国家进行了光分组交换网的研究,如欧洲RACD计划的 ATMOS 项目和ACTS计划的 KEOPS 项目,美国 DARPA 支持的POND项目和CORD项目,英国EPRC支持的 WASPNET 项目,日本NTT光网络实验室的项目等。而且,光分组交换网的实用化,取决于一些关键技术的进步,如光标记交换、微电子机械系统MEMS 、光器件技术等。光器件技术中固态光交换技术已开始迅速发展,在芯片上实现光交换一直是人们的梦想。利用固态交换技术,交换速度可以在纳秒的范围之内,这样高的速度主要用于光的分组交换。已经有一些公司在这个方向上取得了重大进展,例如Brimcon,Lynx and NTT公司。
什么是光交换机
交换机:通过交换机,可以将接入的信息重新进行生成,再通过内部处理转发到制定的端口,达到自动寻址和交换的作用,从而避免出现端口冲突的问题,防止传输冲突、提升网络吞吐。
光纤收发器:应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中,且通常定位于宽带城域网的接入层应用;同时在帮助把光纤最后一公里线路连接到城域网和更外层的网络上也发挥了巨大的作用。
光纤交换机与光纤收发器不同在于:
1、光纤交换机是一种高速的网络传输中继设备,它较普通交换机而言采用了光纤电缆作为传输介质。光纤传输的优点是速度快、抗干扰能力强;
2、光纤收发器,是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元,在很多地方也被称之为光电转换器(Fiber Converter);
3、光纤交换机就是采用传输速率较高的光纤通道与服务器网络。
工业以太网交换机,要能支持FT-Ring协议;即应用于工业控制领域的以太网交换机设备,由于采用的网络标准其开放性好、应用广泛;能适应低温高温,抗电磁干扰强,防盐雾,抗震性强。使用的是透明而统一的TCP/IP协议,以太网已经成为工业控制领域的主要通信标准。主要应用于工业控制自动化,道路交通控制自动化,矿井自动控制系统,油田控制自动化,水电站控制自动化,电力系统控制自动化。
交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。交换机还具备了一些新的功能,如对VLAN(虚拟局域网)的支持、对链路汇聚的支持,甚至有的还具有防火墙的功能。
电信级光纤收发器比较适合“民用”,比较普通、常见。在比较恶劣的环境下,各方面抗性不如工业级。
光交换机,可以进行光信号的数据交换的设备。
随着通信网络逐渐向全光平台发展,网络的优化、路由、保护和自愈功能在光领域中就变得越来越重要了。光交换机能够保证网络的可靠性和提供灵活的信号路由平台。尽管现有的通信系统都采用电路交换,但未来的全光网络却需要由纯光交换机来完成信号路由功能以实现网络的高速率和协议透明性。
光交换的传统应用:
通信网络中的光交换机的一个基本功能就是在光纤断裂或转发器发生故障时能自现代的大多数光纤网络都有两条以上的光纤路由连到关键的节点。通过光交换机,光信号能方便地避开出故障的光纤或转发器,重新选择到达目的地的有效路由。但是信号以何种速率重新选择路由对避免信息丢失是十分重要的,在高速电信系统中交换速率尤其重要。
光交换机的另一个传统应用是网络监控。在远端光纤测试点上,可使用一个1×N交换机将多条光纤连接到一个光时域反射计(OTDR),对光纤链路进行监控。使用交换机和OTDR可准确定位每一条光纤链路上的故障。在实际的传送网络中,交换机还允许用户取出信号或插入一个网络分析仪来进行实时监控而不会干扰网络数据传输。
光交换机通常也可用于光纤器件的现场测试。举例来说,一个多通道交换机是在线测试光纤器件的有力工具。通过监视每一个对应一特定测试参数的交换机通道,可以不间断地测试多个部件。
最近,光交换机还开始被应用于光纤传感器网络中。
尽管当前有许多种商用光交换机,但它们的光电和光机械模型都彼此十分相似。光电交换机内包含带有光电晶体材料(诸如锂铌)的波导。交换机通常在输入输出端各有两个波导,波导之间有两条波导通路,这就构成了Mach-Zehnder干涉结构。这种结构可以实现1×2和2×2的交换配置。两条通路之间的相位差由施加在通路上的电压来控制。当通路上的驱动电压改变两通路之间的相位差时,利用干涉效应就可将信号送到目的输出端。
最近,采用钡钛材料的波导交换机已经开发成功,这种交换机使用了一种分子束取相附生的技术。与锂铌交换机相比,这种新的交换机使用了非常少的驱动电能。
光电交换机的主要优点就是交换速度较快,可达到纳秒级。然而,这类交换机的介入损耗、依极化损耗和串音都比较严重,它们对电漂移较敏感,通常需要较高的工作电压。这样,较高的生产成本就限制了光电交换机在商业上的广泛应用。
光机械交换机依赖于成熟的光技术,是目前最常见的交换机。它的操作原理十分简单,在交换机中,通过移动光纤终端或棱镜来将光线引导或反射到输出光纤,这样就实现了输入光信号的机械交换。光机械交换机只能实现毫秒级的交换速度,但由于它的成本较低,设计简单和光性能较好而得到了广泛的应用。
除了传统的应用外,光交换机还将在新兴的多通路、可重新配置的光子网络中发挥越来越重要的作用。