什么是波分/頻分光交換(WDPS/FDPS)

波分光交換(或交叉連接)是以波分復(fù)用原理為基礎(chǔ)，采用波長(zhǎng)選擇或波長(zhǎng)變換的方法實(shí)現(xiàn)交換功能的。波分交換是根據(jù)光信號(hào)的波長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行通路選擇的交換方式。其基本原理是通過(guò)改變輸入光信號(hào)的波長(zhǎng)，把某個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)變換成另一個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)輸出。波分復(fù)用是指把N個(gè)波長(zhǎng)互不相同的信道復(fù)用在一起，就可以得到一個(gè)N路的波分復(fù)用信號(hào)。

波分光交換模塊由波長(zhǎng)復(fù)用器/去復(fù)用器、波長(zhǎng)選擇空間開(kāi)關(guān)和波長(zhǎng)變換器(波長(zhǎng)開(kāi)關(guān))組成。其原理框圖如圖1所示。

        圖1    波分光交換原理

如上圖所示，信號(hào)都是從某種多路復(fù)用信號(hào)開(kāi)始，先進(jìn)行分路，再進(jìn)行交換處理，最后進(jìn)行合路，輸出的還是一個(gè)多路復(fù)用信號(hào)。

圖2和圖3分別表示出波長(zhǎng)選擇法交換和波長(zhǎng)變換法交換的原理框圖。

        圖2   波長(zhǎng)選擇法交換

設(shè)波分交換機(jī)的輸入和輸出都與N條光纖相連接，這N條光纖可能組成一根光纜。每條光纖承載W個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)，從每條光纖輸入的光信號(hào)首先通過(guò)分波器(解復(fù)用器)WDMX分為W個(gè)波長(zhǎng)不同的信號(hào)。所有N路輸入的波長(zhǎng)為 (i=1,2,…,W)的信號(hào)都送到 空分交換器，在那里進(jìn)行同一波長(zhǎng)N路(空分)信號(hào)的交叉連接，到底如何交叉連接，將由控制器決定。

然后以W個(gè)空分交換器輸出的不同波長(zhǎng)的信號(hào)再通過(guò)合波器(復(fù)用器)WMUX復(fù)接到輸出光纖上。這種交換機(jī)當(dāng)前已經(jīng)成熟，可應(yīng)用于采用波長(zhǎng)選路的全光網(wǎng)絡(luò)中。但由于每個(gè)空分交換器可能提供的連接數(shù)為N×N，故整個(gè)交換機(jī)可能提供的連接數(shù)為 ，比下面介紹的波長(zhǎng)變換法少。

       圖3   波長(zhǎng)變換法交換

波長(zhǎng)變換法與波長(zhǎng)選擇法的主要區(qū)別是用同一個(gè)NW×NW空分交換器處理NW路信號(hào)的交叉連接，在空分交換器的輸出必須加上波長(zhǎng)變換器，容納后進(jìn)行波分復(fù)接。這樣，可能提供的連接數(shù)為 ，即內(nèi)部阻塞概率較小。

波分光交換方式能充分利用光路的寬帶特性，獲得電子線路所不能實(shí)現(xiàn)的波分型交換網(wǎng)。可調(diào)波長(zhǎng)濾波器和波長(zhǎng)變換器是實(shí)現(xiàn)波分光交換的基本元件，前者的作用是從輸入的多路波分光信號(hào)中選出所需波長(zhǎng)的光信號(hào)；后者則將可變波長(zhǎng)濾波器選出的光信號(hào)變換為適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)后輸出，用分布反饋（DFE）型和分布Bragg反射（DBR）型的半導(dǎo)體激光器可以實(shí)現(xiàn)這兩類元件的功能。