通信专业交换技术光交叉连接设备（0XC）

10.4 光交叉连接设备（0XC）
光交叉连接设备（Optical Cross-connect, OXC）是光网络的重要部件，主要用于边缘节点和核心节点的光交换机中。光交叉连接通常分为三类，即光纤交叉连接（Fiber Cross- connect, FXC）、波长选择交叉连接（Wavelength-Selected Cross-connect，WSXC)、波长变换交叉连接（Wavelength Interchange Cross-comiect，W1XC）在这三类OXC中，都要用到空分 光交换器。因此，本节将首先讲述光信号空分交换的原理，然后介绍各种0XC的结构和工 作原理。
　　10.4.1 空分光交换
空分光交换的功能是使光信号的传输通路在空间发生改变。实现空分光交换的关键器件是光开关。光开关有机械型、电光型、磁光型和声光型等多种类型。其中电光型的光开关具有开关速度高（ns量级）、串扰小和结构紧凑等优点，广泛用作空分光交换单元。
从功能方面区分，基本的光开关有1 xl的通-断型和1 x2的传导型两种。图10-10表示半导体光放大器（Semiconductor Optical Amplifier, SOA）可以作为1x1的通一断型光开关，通过控制偏置电压K就可方便地控制光信号的通断。而图10-10 (b)表明在铌酸鲤（LiNb03,其折射率取决于外加电压）晶片上制作的光波导耦合器可以作为1 x2的传导型光开关，通过控制外加电压F就可改变光信号的输出通路3当然，适当连接两个1x1的光开关也可以构成一个1 x2的光开关，适当连接四个1 x2的光开关还可以构成一个2x2的光开关，这分别如图10-10 (c)和图10-10 (d)所示。

1 x2和2 x2光开关是基本的空分光交换单元。1X2光开关有两种可选的点对点连接状态（端口1与端口2连通或端口1与端口3连通），还有一种点对多点连接状态（端口1与端口2、端口3都连通）。2x2光开关也有两种可选的点对点连接状态：平行（Bar）连接 (端口1与端口2、端口4与端口3同时连通）或交叉（Cross)连接（端口1与端口 3、端口4与端口2同时连通），还有两种可能的点对多点连接状态（端口1与端口2、端口 3同 时连通或端口4与端口2、端口3同时连通）。

基于这些基本交换单元，通过集成，可以构成更大规模的空分交换矩阵或交换网络 (Switching Fabric)。作为例子，图10-11和图10-12示出了两种空分光交换结构。图10-11表明，集成16个2x2交换单元可以构成1个4x4的交换矩阵；换而言之，若要构成1个)Vx/V的交换矩阵，则需要f个2x2基本交换单元。图10-12表明，通过1x2和2x2交换 单元的多级互连可以扩展交换网络的规模。上述这些交换网络均可以提供任意输人端口与输 出端口之间的可控制的连接。例如，在图10-11中每个交换单元有两种状态：交叉连接 (Cmss)或平行连接（Bar），如果要使第；条输入线与第7条输出线连通，那么只要令位于相应交叉点的交换单元处于平行连接状态、而令这两条线上的其他交换单元保持交叉连接状态即可。

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