基于WDM的航电光交换网络研究

　　2光交换概述

　　光交换是指在光纤通信系统中，光波长通道通过交换机交换时无需进行光-电-光转换，而直接由光交换设备完成交换。光交换可以采用光电路交换和光分组交换两种形式。

　　WDM技术的应用，使通信网络的带宽得到极大的提高，克服了传输的瓶颈，但同时又带来新的问题，大量的光波长通道需要交换，而在运营商网络中使用的交换机目前仍是电交换机，交换中心和交叉连接节点仍然需要进行光-电-光交换。多个波长的数据流必须在每个节点中介，转换成电信号后进行交换，再转换为光信号传送到下一个节点。[5]这种做法，缺乏灵活性，同时有交换设备体积大，能耗高的问题，成为整个网络的瓶颈。采用光交换的方式代替电交换方式是光网络发展的趋势。

　　光电路交换中，交换粒度是单个光通道的带宽，光电路交换往往指光波长交换。光波长交换技术，指的是以光纤中的一个波长光信号作为最小的交换粒度进行交换，输入端口通过波分解复用器，将光信号分离到不同的波长平面，在各波长平面分别采用光开关，实现输入端口和输出端口之间的交换和连接，光开关的输出在经过波分复用器汇合后输出。

　　光分组交换的交换粒度为单个数据包，数据报的处理为全光方式。光分组交换按照信令传输方式可以分为光分组交换（OPS）和光突发交换（OBS）；其不同之处在于，OBS突发包的长度可以是固定的，也可以是变化的，其颗粒大于光分组。近几年，国内的华为和烽火等公司在光交换领域进行了大量的研究，取得了丰富的成果；北京市通信公司采用北电网络OPTeraDX光交换机完成的长途光传输系统也投入商业服务。

　　传统电交换设备体积大、能耗高，已成为现阶段网络传输的瓶颈，而波长交换避免了光电转换，同时为通信节点对之间建立直接相连的波长路径，更好的满足了航电系统的实时性需求；波长交换以其交换速度快、体积小、能耗低等特点，能更好的满足航电系统的应用要求。

　　3航电光交换网络研究

　　国内对WDM技术和光交换技术的研究与应用主要集中在民用通信领域，强调的重点是带宽的增大与传输信息量的提高，而适应航空电子环境的高可靠性WDM技术和光交换技术的研究基本上处于起步阶段。相比民用通信领域，航电WDM技术和光交换技术除要求带宽与传输信息量提高之外，还要求满足航电多种通信速率的光发送机与接收机，WDM光网络的高可靠性设计实现方法等，同时对航电系统特殊环境下的应用提出了更高的要求。

　　基于WDM的航电光交换网络研究包含以下方面：网络体系结构定义技术，网络容错性技术，交换机与节点机技术，网络配置及管理技术。

　　针对新型航电系统的要求，构建高速率，可扩展，具有容错能力和快速重构能力的网络体系结构；根据WDMLAN标准思想，将航电光网络分为光骨干网（OBN）和光接入网（OAN）两部分，在OBN中采用波长路由和交换技术进行网络互连，通过OBN连接多个OAN，实现整个网络的互连。

　　通过对光开关（OSW），平面光波导分路器（PLCS），光分插复用器（OADM），波分复用器（MUX），波分解复用器（DEMUX）等光网络元素的研究，构建出网络交换机模型，节点机模型；交换机和节点机是网络的主要组成部分，通过研究光交换机波长分配策略，路由算法及网络管理技术等，构建网络交换机模型；通过研究波分复用，解复用技术，光发射机，接收机技术等，构建网络节点机模型。