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第1章 绪论 1

1.1通信交换技术的发展历程 1

1.2光交换的产生 3

1.3光交换研究的基本内容及特点 6

1.4光交换技术的研究现状 7

第2章 光交换的物理基础 9

2.1光学双稳 9

2.1.1光学双稳现象 9

2.1.2光学双稳的分类 10

2.1.3光学双稳的非线性 14

2.2光折变效应 15

2.2.1光折变的机理 15

2.2.2光折变效应的特性 17

2.2.3光折变效应的应用简介 18

2.3光放大 20

2.3.1光放大的基本性能 20

2.3.2半导体光放大 23

2.3.3光纤型光放大 24

2.4多量子阱 28

2.4.1多量子阱结构 28

2.4.2MQW的特性 28

2.4.3应变量子阱 30

2.5自电光效应 30

2.5.1量子限制Stark效应 30

2.5.2自电光效应及其特性 31

2.6光纤（或介质）的非线性效应 32

2.6.1非线性折射率效应 32

2.6.2光Kerr效应 33

2.6.3自相位调制 34

2.6.4交叉相位调制 37

2.7非线性光混频 38

2.7.1差频产生及其特性 38

2.7.2波混频及其特性 39

2.8光孤子 41

2.8.1光孤子的描述 41

2.8.2光孤子的特性 43

2.8.3光孤子的应用简介 46

第3章 光交换器件 50

3.1光交换器件的分类及其性能指标 50

3.1.1分类 50

3.1.2性能指标 51

3.2基于不同机理的光开关 52

3.2.1传统的机械光开关 52

3.2.2电光开关 53

3.2.3热光开关 54

3.2.4声光开关 55

3.2.5全息光开关 56

3.2.6MEMS开关 56

3.2.7其他光开关 60

3.3光双稳器件 61

3.3.1F-P腔光触发器 61

3.3.2分支波导光逻辑门 62

3.3.3定向耦合器光双稳开关 63

3.3.4半导体光双稳高速开关 65

3.3.5光电反馈式光学多稳器件 66

3.4多量子阱SEED 67

3.4.1SEE双稳二极管 67

3.4.2对称SEE逻辑门 68

3.4.3多稳态SEE光运算器 70

3.4.4晶体管偏置SEED 70

3.4.5SEE灵巧像素 71

3.4.6SEE波长转换与再生 72

3.5空间光调制器 72

3.5.1SLM及其分类 73

3.5.2磁光SLM 74

3.5.3液晶光阀 76

3.5.4普克尔斯SLM 77

3.5.5微通道SLM 78

3.5.6表面形变SLM 78

3.5.7Si-PLZT陶瓷SLM 79

3.5.8数字微镜器件SLM 80

3.6波长变换器 81

3.6.1利用SOA的WC 81

3.6.2利用LD的WC 83

3.6.3利用EAM的WC 84

3.6.4利用光纤非线性的WC 86

3.7可调谐光器件 87

3.7.1可调谐滤波器 87

3.7.2可调谐激光器 92

3.7.3可调谐波长变换器 98

3.7.4波长可调谐光探测器 102

3.7.5可变光衰减器 105

第4章 光交换方式和系统 112

4.1光交换方式 112

4.1.1光路交换与光分组交换 112

4.1.2复用光交换方式 113

4.2空分光交换 114

4.2.1基本结构及特点 115

4.2.2空分光交换网络 116

4.2.3不同器件构成的SDOSN 119

4.2.4典型的空分光交换系统 124

4.3自由空间光交换 127

4.3.1不同器件构成的FSOSN 127

4.3.2典型的自由空间光交换系统 133

4.4时分光交换 138

4.4.1时分光交换分类 138

4.4.2基本结构及特点 140

4.4.3TDOSN及其主要功能 142

4.4.4时分光交换网络 145

4.4.5典型的TDOS系统 147

4.5波/频分光交换 152

4.5.1基本结构及特点 152

4.5.2波长变换的实现技术 153

4.5.3波/频分光交换节点 159

4.5.4典型的WD/FD-OS系统 164

4.6ATM光交换 167

4.6.1ATM信元及其光交换原理 167

4.6.2ATM光交换节点 168

4.6.3典型的ATM光交换系统 169

4.7光分组交换 172

4.7.1光分组的格式、交换原理及特点 172

4.7.2OPS节点及其关键技术 174

4.7.3光分组交换的协议 177

4.7.4典型的OPS系统 179

4.8多维、复合光交换系统 181

4.8.1多维、复合光交换的提出 182

4.8.2MOS方式及系统分类 182

4.8.3基于平行背板和总线的多维MOS系统 185

第5章 光交换中的光波技术 190

5.1高重复率超短光脉冲产生技术 190

5.1.1利用增益开关激光器 190

5.1.2利用外腔锁模激光器 190

5.1.3利用锁模光纤（环）激光器 191

5.1.4利用集成电吸收半导体激光器 192

5.1.5利用超连续谱激光器 193

5.2超高速全光开关技术 194

5.2.1无源非线性高速光开关 194

5.2.2有源非线性高速光开关 199

5.3光波分复用/解复用技术 202

5.3.1光波色散型DeWDM 203

5.3.2光波干涉型DeWDM 207

5.3.3光波偏振型DeWDM 208

5.4光分组/信元的编码及地址识别 213

5.4.1光分组/信元的几种编码方法 213

5.4.2基于不同机制的地址识别技术 214

5.5光分组压缩与解压缩 220

5.5.1光分组比特的压缩 220

5.5.2光分组比特的解压缩 220

5.5.3三种压缩与解压缩技术的应用 221

5.6光缓存技术 226

5.6.1利用FDL的光缓存方式 226

5.6.2不同的光缓存器技术 227

5.6.3光存储研究新方案 231

5.7光的同步与时钟恢复 236

5.7.1时延抖动的产生 236

5.7.2光同步措施 237

5.7.3光时钟提取（或恢复）的实现技术 237

5.7.4相位对准光同步技术 245

5.8全光再生技术 246

5.8.1光信号再生及其关键技术 246

5.8.2全光2R技术研究 247

5.8.3全光3R技术研究 249

第6章 光交换技术的新进展及展望 255

6.1光标记交换技术 255

6.1.1光标记交换的产生 255

6.1.2光标记技术 257

6.1.3OLSP与光子IP路由器 260

6.1.4典型的光标记交换系统 263

6.2光突发交换 268

6.2.1基本原理及特点 268

6.2.2帧结构与偏置时延 269

6.2.3体系结构及实现技术 271

6.2.4OBS的控制协议 275

6.2.5波长路由OBS系统 278

6.2.6基于环网的OBS系统 281

6.3全光网络中的光交换技术应用 285

6.3.1美国的ARPA计划和NGI计划 285

6.3.2欧洲的RACE计划和e-Europe计划 289

6.3.3日本的高速宽带光网络研究 291

6.3.4中国的光网络研究与发展 294

6.4智能光交换 298

6.4.1体系结构及特点 298

6.4.2ASON的核心技术 301

6.4.3相关协议与标准 310

6.4.4ASON试验平台 312

6.5软交换技术 316

6.5.1软交换的产生 316

6.5.2体系结构及设备 317

6.5.3主要功能及技术规范 318

6.5.4软交换的应用及发展 320

6.6NGN中的MPLλS、GMPLS及多粒度光交换 321

6.6.1MPLλS与波长路由器 321

6.6.2GMPLS技术 325

6.6.3多粒度光交换技术 326

参考文献 330