下载文档原格式
简述光热转换技术及原理简述光热转换技术及原理1 概述太阳能必须经过各种转换,才可能⽅便地服务社会。
各种太阳能利⽤成功的关键在于太阳能转换技术。
现代意义上的太阳能转换技术开发的全部内容可归纳为两个主要⽅⾯：（1）⾼效地收集太阳能，主要技术内容有：①选择性表⾯技术；②受光⾯的光学设计；③集热体的热结构设计与分析‘④装置的机械结构设计。
（2）将收集的太阳能⾼效地转换为其他形式的有⽤能，主要技术内容有：①尽可能降低能量转换过程中的各种热、电损失；②优异的系统设计。
太阳能光热转换在太阳能⼯程中占有重要地位，其基本原理是通过特制的太阳能采光⾯，将投射到该⾯上的太阳能辐射能作最⼤限度地采集和吸收，并转换为热能，加热⽔或空⽓，为各种⽣产过程或⼈们⽣活提供所需的热能。
2 平板集热所谓平板集热，就是集热装置的采光⾯积等于集热⾯积；若采光⾯⼤于集热⾯积，称为聚光集热。
两者的概念是相对⽽⾔的。
平板集热具有以下特点：①采光⾯等于集热⾯；②集热⾯可以采集太阳直射辐射能、散射辐射能和反射辐射能；③集热⾯固定安装，不跟踪太阳视位置；④热损失系数较⼤，⼯作温度通常均在80℃以下；⑤结构简单，⽣产成本低廉。
2．1 太阳能平板集热器太阳能平板集热器是典型的平板集热，简称平板集热器。
1.平板集热器的分类按集热⼯质分类①⽔集热普通的太阳能平板热⽔器、公⽤热⽔系统，⼏乎都采⽤⽔作为集热⼯质。
②空⽓集热太阳能⼲燥和太阳房采暖的集热装置，通常均以空⽓作为集热⼯质。
③防冻液集热⾼寒地区经常采⽤防冻液和⽔作为集热⼯质的双循环太阳能集热。
按集热体表⾯光学特性分类①⿊⾯⼀般是在集热体表⾯涂刷或喷涂⼀层⿊⾊涂料，简称⿊⾯，⽬前较少采⽤。
②光谱选择性吸收⾯这是经过化学、电镀等⼯艺制成的选择性吸收⾯，应⽤⼴泛。
按透明盖板层数分类①单层透明盖板②两层或多层透明盖板太阳能平板集热器的透明盖板，通常多采⽤单层，特殊情况⽤两层，极少情况⽤三层或不⽤。
2.典型平板集热器的基本组成平板集热器的典型结构由集热体、透明盖板、隔热层和壳体四部分组成。
光传送技术发展现状与趋势提示：在业界的共同努力下，光通信技术又取得了新的进步。
下面针对几种主要技术的发展现状和发展趋势进行分析。
WDM和OTN技术WDM技术作为在省际、省内和城域广泛应用的技术，在多业务承载能力、灵活性和安全性等方面有了较大进步。
OTN技术和产品的研发已经列入了时间表。
WDM技术和产品从早期的固定配置、点到点传输的产品逐步发展，增加了光层的ROADM、客户侧的子波长电层交叉、数据业务汇聚、二层交换功能、OTN接口支持等方面的功能，2007年基于OTN的A－SON、GMPLS控制平面技术将不断发展。
ROADM从WB（波长阻断器）技术的支持两个方向逐步向至少支持3～6个方向、采用WSS（波长交换选择器）过渡，同时也解决了线路功率自动控制、波长功率动态均衡、自动色散补偿、波长踪迹监控等应用的关键问题。
同时WDM系统引入了子波长的电层交叉，通过引入电层交叉来实现业务的灵活配置、疏导和保护，一定程度上可灵活组网来重用波长资源，降低扩容成本。
数据业务的汇聚和二层交换功能，可以更好地适应不同的数据业务流量模型和组网需求。
针对省际骨干传送网中大量使用点到点系统在保护等方面存在隐患，目前WDM系统组大环的试验正在进行中。
OTN是电网络与全光网折中的产物，将SDH强大完善的OAM&P理念和功能移植到了WDM 光网络中，有效地弥补了现有WDM系统在性能监控和维护管理方面的不足。
但是受到交叉芯片容量等方面的影响，目前OTN设备的交叉容量相对于它的交叉颗粒来说偏小。
预计在今后3年左右，基于OTN的ASON/GMPLS技术将不断发展并开始商用，在ODUk和波长级别加载智能化的控制层面，从而快速地响应业务网的传送带宽和网络连接请求，利用信令、路由和自动发现协议来自动建立端到端的业务通道，为上层的不同业务分别组建L1VPN，真正实现光传送网络面向业务运营的网络转型策略。
多业务传送技术基于SDH的MSTP技术在国内已经得到了广泛的应用，内嵌RPR和内嵌MPLS功能的MSTP也相继商用，从技术角度来看，内嵌RPR的MSTP可以提供对数据业务的动态、公平、高效的带宽共享利用，以及业务的CoS和QoS服务。
光电混合交换-概述说明以及解释1.引言1.1 概述光电混合交换是指光电器件和电子器件相结合的一种新型交换技术。
随着通信技术的快速发展，传统的电子交换系统已经无法满足日益增长的通信需求，而光电混合交换技术正是为了解决这一问题而应运而生的。
光电混合交换技术利用光电器件的高速传输能力和电子器件的灵活控制能力相结合，将光信号和电信号相互转换，实现了光纤通信和电信网络的有机结合。
通过光电混合交换技术，可实现更快速、更高效率的数据传输和交换，提高了通信系统的整体性能和稳定性。
本文将对光电混合交换技术的概念、应用领域以及优势进行深入探讨，以期为读者提供更加全面的了解和认识。
1.2 文章结构文章结构部分包括了三个主要部分：引言、正文和结论。
1. 引言部分介绍了文章的背景和主题，概述了光电混合交换的内容，并阐明了本文的目的和重要性。
2. 正文部分详细介绍了光电混合交换的概念、应用领域和优势，通过实例和论证来展示其价值和作用。
3. 结论部分总结了文章的主要内容和发现，展望了光电混合交换的未来发展方向，并给出了作者的结论和观点。
1.3 目的本文旨在深入探讨光电混合交换技术在现代通信领域中的应用和优势，旨在帮助读者更好地了解光电混合交换的概念、原理和功能。
通过对光电混合交换技术的分析和研究，我们可以更好地认识到其在提高通信效率、降低成本、提高系统可靠性和安全性等方面的重要作用。
希望通过本文的阐述，读者可以对光电混合交换技术有一个全面深入的了解，并为相关领域的研究和应用提供一定的借鉴。
2.正文2.1 光电混合交换的概念光电混合交换是一种集成了光传输和电传输技术的交换方式。
在这种交换系统中，光传输技术用于传输高速数据，而电传输技术则用于传输控制信号和低速数据。
通过光电混合交换技术，可以实现高速数据传输和低延迟的控制信号传输的协同工作，从而提高整个系统的性能和效率。
在光电混合交换系统中，光传输技术通常采用光纤通信技术，利用光的高速传输特性来传输大容量的数据。
光传输技术的发展与应用研究作者：唐建平来源：《中国新通信》 2017年第14期一、前言近年来，在国家互联网相关战略政策、经济增长带动下，互联网、4K、云计算、家庭宽带以及物联网等技术都有了高速发展，网民数量也有了激增，人们对网络服务质量、速度等的要求都越来越高。
在这样的背景下，光传输因光波的高载频、大的传送信息量以及快的传输速度和强的抗干扰能力等优势而引起了各界的关注，并在现代信息通讯中发挥着举足轻重的作用。
在以远程视频、医疗、教育、可视电话等代表业务的现在，光传输应以超长距离、超高速度和超大容量为发展方向，在多种技术的辅助下解决光传输难题，推动通信技术领域发展[2]。
二、光传输关键技术与应用发展概况2.1 光传输关键技术发展（1）光传输技术扁平化、网状化和智能化的发展方向：基于对带宽的按需分配、对OVPN的支持和出租波长等特色业务的满足，在实现网络利用率的提高、智能化控制水平的提升和网络可靠性的保障的目的推动下，光传输系统从基于OADM 的环形网向智能化和网状化逐渐发展[1]。
（2）光交换技术发展：光交换技术是一种直接进行光信号输入输出而避免光电交换的技术，它主要包含分组光交换（电信号控制）和成光路光交换（通过OADM、OXC 等设备实现）两种类型。
光交换技术发展目标是通过实现光控光交换来简化过程、提高效率和降低成本。
（3）色散管理技术发展：为了更好的实现色散补偿，解决色散问题，我们在高速长距离的通信传输方案设计时要重视色散管理技术的充分利用，以达到抑制非线性效应的目的。
（4）城域光传输系统多元化发展。
为满足城域光传输带宽和业务需求种类的增多，城域传输系统以广泛采用SDH／ RPR 的MSTP 技术的城域汇聚传输层为基础，以大量应用DWDM 和CWDM 系统的城域骨干传输层为支撑，以逐渐利用PON 和FTTH 技术的最优传输接入技术为保障，形成多元化发展。
2.2 光传输技术及SDH 的应用（1）在接收机和发射机上的应用发展：光传输技术通过发挥自身在偏振复用功能上的优势，有效解决了传统技术中在光接受机上工作的开展存在的技术难题。
温馨小提示：本文主要介绍的是关于光交换技术分类的文章，文章是由本店铺通过查阅资料，经过精心整理撰写而成。
文章的内容不一定符合大家的期望需求，还请各位根据自己的需求进行下载。
本文档下载后可以根据自己的实际情况进行任意改写，从而已达到各位的需求。
愿本篇光交换技术分类能真实确切的帮助各位。
本店铺将会继续努力、改进、创新，给大家提供更加优质符合大家需求的文档。
感谢支持！(Thank you for downloading and checking it out!)阅读本篇文章之前，本店铺提供大纲预览服务，我们可以先预览文章的大纲部分，快速了解本篇的主体内容，然后根据您的需求进行文档的查看与下载。
光交换技术分类（大纲）一、光交换技术概述1.1光交换技术背景1.2光交换技术发展历程1.3光交换技术在我国的研究现状二、光交换技术分类2.1按交换方式分类2.1.1空分光交换2.1.2时分光交换2.1.3波分光交换2.1.4码分光交换2.2按传输距离分类2.2.1本地光交换2.2.2长途光交换2.3按网络拓扑分类2.3.1星型光交换2.3.2环型光交换2.3.3网状光交换2.3.4总线型光交换三、典型光交换技术介绍3.1光时分复用技术（OTDM）3.2光波分复用技术（WDM）3.3光码分复用技术（OCDM）3.4光交换网络技术（OAN）四、光交换技术的应用4.1通信领域4.2计算机网络领域4.3广播电视领域4.4国防军事领域五、光交换技术的发展趋势及展望5.1技术发展趋势5.2市场前景分析5.3面临的挑战与问题5.4发展展望与建议一、光交换技术概述1.1光交换技术背景随着互联网的快速发展和大数据时代的到来，通信网络面临着前所未有的挑战。
传统的光传输技术已经无法满足现代通信网络对高速、大容量和灵活性的需求。
为了提高网络的性能和效率，光交换技术应运而生。
光交换技术是一种利用光信号进行信息传输和交换的技术，它可以在光域内实现信号的切换、复用和路由，从而提高通信网络的传输速率和容量。
【关键字】网络光网络技术课程综述——你所了解光网络的主要技术、发展及其应用（10级电子与通信工程丁彦学号：10）光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种通信方式。
随着通信网传输容量的不断增加，光纤通信也发展到了一定的高度。
但是目前的光纤通信技术存在不少弊端，急需对其进行改进。
为了解决这些弊端，人们提出了光网络。
光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，已成为下一代高速宽带网络的首选。
这里的光网络，是指全光网络（All Optical Network，AON）。
1全光网络的概念全光网络是指光信息流从源节点到目的节点之间进行传输与交换中均采用光的形式，即端到端的完全的光路，中间没有电信号的介入，在各网络节点的交换，则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备（OXC）。
它是建立在光时分复用（OTDM）或者密集波分复用（DWDM）基础上的高速宽带信息网。
2全光网络的特点全光网络的发明与运用，可以不用在源节点与目的节点之间的各节点进行光电交换、电光交换，弥补了传统光纤通信中存在的带宽限制、严重串话、时钟偏移、高功耗等一些不足，拥有更强的可管理性、透明性、灵活性。
全光网络与传统通信系统相比，具有以下一些特点：1)节约成本。
由于全光网络中不需要进行光电转换，这就避免使用传统通信系统中需要的光电转换器材，节省这些昂贵的器材费用，也克服了传输途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难，大大提高了传输速率。
此外，在全光网络中，大多会采用无源光学器件，这也带来了成本和功耗的降低。
2)组网灵活。
全光网络可以根据通信容量的需求，在任何节点都能抽出或加入某个波长，动态地改变网络结构，组网极具灵活性。
当出现突发业务时，全光网络可以提供临时连接，达到充分利用网络资源的目的。
3)透明性好。
全光网络采用波分复用技术，以波长选择路由，对传输码率、数据格式以及调制方式等具有透明性。
可方便地提供多种协议的业务。
4)可靠性高。
光交换技术发展概述摘要：光交换是光通信的关键技术。
本文分类阐述了光交换的不同类型。
比较了纯光交换和电交换的差异。
最后展示了光交换发展的几大趋势。
关键词：光交换类型电交换趋势现代通信网中，先进的光纤通信技术以其高速、带宽的明显特征而为世人瞩目。
实现透明的、具有高度生存性的全光通信网是宽带通信网未来发展目标。
从系统角度来看，支撑全光网络的关键技术又基本上可分为光监控技术、光交换技术、光放大技术和光处理技术几大类。
而光交换技术作为全光网络系统中的一个重要支撑技术，它的全光通信系统中发挥着重要的作用，可以这样说光交换技术的发展在某种程度上也决定了全光通信的发展。
一、什么是光交换光交换(photonic switching)技术也是一种光纤通信技术，它是在光域直接将输入光信号交换到不同的输出端。
与电子数字程控交换相比，光交换无须在光纤传输线路和交换机之间设置光端机进行光/电（O/E）和电/光（E/O）交换，而且在交换过程中，还能充分发挥光信号的高速、宽带和无电磁感应的优点。
光纤传输技术与光交换技术融合在一起，可以起到相得益彰的作用，从而使光交换技术成为通信网交换技术的一个发展方向。
光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。
光路光交换可利用ＯＡＤＭ、ＯＸＣ等设备来实现，而分组光交换对光部件的性能要求更高，由于目前光逻辑器件的功能还较简单，不能完成控制部分复杂的逻辑处理功能，因此国际上现有的分组光交换单元还要由电信号来控制，即所谓的电控光交换。
随着光器件技术的发展，光交换技术的最终发展趋势将是光控光交换。
随着通信网络逐渐向全光平台发展，网络的优化、路由、保护和自愈功能在光通信领域中越来越重霎。
光交换技术能够保证网络的可靠性和提供灵活的信号路由平台，尽管现有的通信系统都采用电路交换技术，但发展中的全光网络却需要由纯光交换技术来完成信号路由功能以实现网络的高速率和协议透明性。
光交换技术为进入节点的高速信息流提供动态光域处理，仅将属于该节点及其子网的信息上下路并交由电交换设备继续处理，这样具有以下几个优点：（A）可以克服纯电子交换的容量瓶颈问题；（B）可以大量节省建网和网络升级成本。
如果采用全光网技术，将使网络的运行费用节省70%，设备费用节省90%；（C）可以大大提高网络的重构灵活性和生存性，以及加快网络恢复的时间。
二、光交换技术的分类光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。
（一）光路交换技术光路交换系统所涉及的技术有空分交换技术（SD）、时分交换技术（TD）、波分/频分交换技术（WD/FD）、码分交换技术和复合型交换技术，其中空分交换技术包括波导空分和自由空分光交换技术。
其中空分交换按光矩阵开关所使用的技术又分成两类，一是基于波导技术的波导空分，另一个是使用自由空间光传播技术的自由空分光交换。
光分组交换中，异步传送模式是近年来广泛研究的一种方式。
1、时分光交换技术（TDPS）TDPS的基本原理与现行的电子程控交换中的时分交换系统完全相同，因此它能与采用全光时分多路复用方法的光传输系统匹配。
在这种技术下，可以时分复用各个光器件，能够减少硬件设备，构成大容量的光交换机。
该技术组成的通信技术网由时分型交换模块和空分型交换模块构成。
它所采用的空分交换模块与上述的空分光交换功能块完全相同，而在时分型光交换模块中则需要有光存储器（如光纤延迟存储器、双稳态激光二极管存储器）、光选通器（如定向复合型阵列开关）以进行相应的交换。
2、空分光交换技术（SDPS）SDPS的基本原理是将光交换组成门（Gate）阵列开关，并适当控制门阵列开关，即可在任一路输入光纤和任一输出光纤之间构成通路。
因其交换元件的不同可分为机械型、光电转换型、复合波导型、全反射型和激光二极管门开关等，如耦合波导型交换元件钥酸钾，它是一种电光材料，具有折射率随外界电场的变化而发生变化的光学特性。
以铌酸钾为基片，在基片上进行钛扩散，以形成折射率逐渐增加的光波导，即光通路，再焊上电极后即可将它作为光交换元件使用。
当将两条很接近的波导进行适当的复合，通过这两条波导的光束将发生能量交换。
能量交换的强弱随复合系数。
平行波导的长度和两波导之间的相位差变化，只要所选取的参数适当，光束就在波导上完全交错，如果在电极上施加一定的电压，可改变折射率及相位差。
由此可见，通过控制电极上的电压，可以得到平行和交叉两种交换状态。
3、波分光交换（WDPS）WDPS充分利用光路的宽带特性，获得电子线路所不能实现的波分型交换网。
可调波长滤波器和波长变换器是实现波分（WD）光交换的基本元件。
前者的作用是从输入的多路波分光信号中选出的光信号；后者则将可变波长滤波器选出的光信号变换为适当的波长后输出。
WDPS系统基本结构等效于一个NxN阵列型交换系统。
它将每个输入的光波变换成波长(1-(N中的一个波，用星型耦合器将这N条光波混合，再通过输出端的可调波长滤波器，分别选出所需波长的光波，这样就完成了N条光波的交换。
也可在两个输出端口上选取波长相同的光波，以实现广播分配型的通信。
4、复合光交换技术该技术是指在一个交换网络中同时应用两种以上的光交换方式。
例如，在波分技术的基础上设计大规模交换网络的一种方法是进行多级链路连接，链路连接在各级内均采用波分交换技术。
因这种方法需要把多路信号分路接入链路，故抵消了波分复用的优点。
解决这个问题的措施是在链路上利用波分复用方法，实现多路化链路的连接，空分——波分复合型光交换系统就是复合型光交换技术的一个应用。
空分——波分复合型光交换系统的突出优点是，链路级数和交换元件数量少，结构简单，可提供广播型的多路连接。
另一种极有前途的大容量复合型光交换系统就是时分——波分复合型交换模块。
其复用度是时分多路复用度与波分复用度的乘积，即二者复用度分别为8时，可实现64路复合型交换。
若将这种交换模块用于4级链路连接的网络，则可构成最大终端数为4096的大容量交换网络。
（二）分组交换技术光分组交换系统所涉及的关键技术主要包括：光分组交换（ＯＰＳ）技术；光突发交换（ＯＢＳ）技术；光标记分组交换（ＯＭＰＬＳ）技术；光子时隙路由（ＰＳＲ）技术等。
这些技术能确保用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术，即数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行。
光突发交换为IP骨干网的光子化提供了一个非常有竞争力的方案。
一方面，通过光突发交换可以使现有的IP骨干网的协议层次扁平化，更加充分的利用DWDM技术的带宽潜力；另外一方面，由于光突发交换网对突发包的数据是完全透明的，不经过任何的光电转化，从而使光突发交换机能够真正的实现所谓的T比特级光路由器，彻底消除由于现在的电子瓶颈而导致的带宽扩展困难。
此外，光突发交换的QoS支持特征也符合下一代 Internet 的要求。
因此，光突发交换网络很有希望取代当前基于 ATM/SDH 架构和电子路由器的IP骨干网，成为下一代光子化的 Internet 骨干网。
作为一项具有广泛前景和技术优势的交换方式，光突发交换技术已引起了国内外众多研究机构的关注，我国的863计划已将光突发交换技术列为重点资助项目。
从应用的角度，光突发交换还有一些重要的课题需要研究。
突发封装，突发偏置时延的管理，数据和控制信道的分配，QoS的支持，交换节点光缓存的配置(如果需要的话)等问题还需要作深入研究。
对于光突发交换网来说，在边缘路由器光接收机上的突发快速同步也是对系统效率有重要影响的问题。
光缓存中光纤延迟线的配置与突发长度的统计分布相关，而突发长度又取决于突发封装过程；突发封装、光路由器的规模、数据和控制信道组的大小又会影响突发偏置时延的管理；交换节点的分配器和控制器运行快慢以及网络规模又会反过来影响突发封装。
在网络设计当中，所有的这些问题都必须仔细考虑和规划。
由于光纤延迟线的限制，为了降低丢包率，光突发交换网络必须通过波分复用网络信道成组来实现统计复用。
如何在光突发交换网络中实现组播功能也是一项非常重要的课题，为了实现组播，光开关矩阵和交换控制单元都必须具备组播能力，且二者之间必须能有效地协调。
此外，将光突发交换与现有的动态波长路由技术有机的结合，可以使网络具有更有效的调配能力，但也需要进一步的细致研究。
光分组交换技术独秀之处在于：一是大容量、数据率和格式的透明性、可配置性等特点，支持未来不同类型数据；二是能提供端到端的光通道或者无连接的传输；三是带宽利用效率高，能提供各种服务，满足客户的需求；四是把大量的交换业务转移到光域，交换容量与WDM传输容量匹配，同时光分组技术与OXC、MPLS等新技术的结合，实现网络的优化与资源的合理利用因而，光分组交换技术势必成为下一代全光网网络规划的“宠儿”。
光分组技术的制约因素：光分组交换的关键技术有光分组的产生、同步、缓存、再生，光分组头重写及分组之间的光功率的均衡等。
光分组交换技术与电分组技术相比，光分组交换技术经历了近10年的研究，却还没有达到实用化，主要有两大原因：第一是缺乏深度和快速光记忆器件，在光域难以实现与电路由器相同的光路由器；第二是相对于成熟的硅工业而言，光分组交换的集成度很低，这是由于光分组本身固有的限制以及这方面工作的不足造成的。
通过近期的技术突破与智能的光网络设计，可充分地利用光与电的优势来克服这些不利因素。
三、纯光交换和电交换比较随着新技术的不断涌现，很多人预言纯光交换将会很快取代电交换在核心电信网络中的地位。
但是仔细地研究电交换和纯光交换技术就会发现它们有着非常不同的特征，因此，不存在后者完全取代前者的可能性。
这两种技术将很可能共存于电信网络中。
1、光与电的比较目前有两种技术能够满足光交换的广泛需求。
这里的光交换是指用光纤传输信号的交换。
举例来说，假设有一个OC-48或OC-192业务流要从旧金山通过光纤传送到纽约。
从端局到端局之间的长途传输可采用DWDM。
但在每个端局中也需要信号指向下一条路径，包括指定到纽约使用的链路、光纤和波长。
光交换可以通过纯光技术或电技术实现。
纯光交换机可使用反射或折射效应来重定向光束。
电交换机则是对从光信号中提取的电信号比特流进行处理。
电交换可利用现有的多种交换机体系结构和技术。
纯光交换有显而易见的优点。
光纤中承载的是光信号，当它们通过交换机时不必进行光电转换。
纯光交换机的另一个优点是：它的运行与光信号的比特速率无关。
不管光纤中的信号速率是OC-48、OC-192还是OC-768(40Gb/s)都一样。
对于光信号，交换机的作用只是把它加以反射而不考虑它的速率。
正是根据这一特点，纯光交换机厂商宣称他们的设备能随传输速率而扩展。
由于以上两个优点，人们对于纯光交换结构进行了大量的研究和商业投资。
然而，纯光交换结构并不能完全满足光交换的需求。
