通信工程师基于WDM的航电光交换网络研究[2]

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。

网络管理系统通过监控系统内各信道的传输情况，在发送端，插入本节点产生的光监控信号，在接收端，将接收到的光信号分波，输出光监控信号和业务信道信号；网络配置系统通过对波长的配置，在光接入网中的光网络接入（ONA）之间建立波长路径，利用光交叉连接（OXC）进行波长交换，利用光分插复用器（OADM）进行波长通道的输入和输出；实现对通信节点寻找数据传输路径，为路径分配波长，支持路径的数据传输。系统发生重构时，系统功能节点的重新分布导致通信链路也需要相应的进行重新配置，实现路由和波长分配方案间的变更。

网络容错技术包括网络监控机制、硬件冗余层次与方法、故障处理等，主要利用冗余的波长建立备份路径（保护路径），在工作路径出现故障时，启用备份路径通信，从而提高网络的生存性和可靠性。

图2一种光交换网络结构

航电环境的特殊性及其对系统和元器件要求更为苛刻，因此航电环境下光网络的发展要比商用环境下的发展缓慢，在光缆逐渐取代电缆成为航电系统的主要通信传输媒介后，WDM技术受到了业界的普遍重视；WDM技术和光交换技术主要器件逐渐趋于成熟，商业的广泛应用给航电应用积累了丰富的工程经验，同时具备在航电系统应用中规模小、实时性等优势；随着光纤通道在航电系统的进一步应用，具有更高速率和可靠性的WDM和光交换技术应用势在必行。

4.结语

在航电光纤网络中引入波分复用技术，在保持原有光纤通道传输的基础上，引入光交换技术，既提高了网络带宽和灵活性，又适应了航电光纤网络的发展趋势，实现了航电光纤网络的平滑过度。该系统的建立，最终将实现航电环境中大容量，高速率的数据稳定传输，成为下一代航空电子系统的一个关键。

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