全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其發(fā)展前景(doc5)

1、.：.；全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其開展前景摘要隨著光纖通訊的飛速開展，光纖通訊有向全光網(wǎng)開展的趨勢。文中引見了全光網(wǎng)的概念、優(yōu)點(diǎn)及一些關(guān)鍵技術(shù)，展望了未來光通訊的開展前景。在以光的復(fù)用技術(shù)為根底的現(xiàn)有通訊網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)要完成光電光的轉(zhuǎn)換，仍以電信號處置信息的速度進(jìn)展交換，而其中的電子件在順應(yīng)高速、大容量的需求上，存在著諸如帶寬限制、時(shí)鐘偏移、嚴(yán)重串話、高功耗等缺陷，由此產(chǎn)生了通訊網(wǎng)中的“電子瓶頸景象。為理處理這個(gè)問題，人們提出了全光網(wǎng)AON的概念，全光網(wǎng)以其良好的透明性、波長路由特性、兼容性和可擴(kuò)展性，已成為下一代高速寬帶網(wǎng)絡(luò)的首選。1、全光網(wǎng)的概念所謂全光網(wǎng)，是指從源節(jié)點(diǎn)到終端用戶節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)

2、傳輸與交換的整個(gè)過程均在光域內(nèi)進(jìn)展，即端到端的完全的光路，中間沒有電信號的介入。全光網(wǎng)的構(gòu)造表示如圖1所示。圖1 全光網(wǎng)的構(gòu)造表示圖 2、全光網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)基于波分復(fù)用的全光通訊網(wǎng)可使通訊網(wǎng)具備更強(qiáng)的可管理性、靈敏性、透明性。它具備如下以往通訊網(wǎng)和現(xiàn)行光通訊系統(tǒng)所不具備的優(yōu)點(diǎn)：1省掉了大量電子器件。全光網(wǎng)中光信號的流動(dòng)不再有光電轉(zhuǎn)換的妨礙，抑制了途中由于電子器件處置信號速率難以提高的困難，省掉了大量電子器件，大大提高了傳輸速率。2提供多種協(xié)議的業(yè)務(wù)。全光網(wǎng)采用波分復(fù)用技術(shù)，以波長選擇路由，可方便地提供多種協(xié)議的業(yè)務(wù)。3組網(wǎng)靈敏性高。全光網(wǎng)組網(wǎng)極具靈敏性，在任何節(jié)點(diǎn)可以抽出或參與某個(gè)波長。4可靠性高。

3、由于沿途沒有變換和存儲，全光網(wǎng)中許多光器件都是無源的，因此可靠性高。3、全光網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)3.1光交換技術(shù)光交換技術(shù)可以分成光路交換技術(shù)和分組交換技術(shù)。光路交換又可分成3種類型，即空分SD、時(shí)分TD和波分頻分WDFD光交換，以及由這些交換方式組合而成的結(jié)合型。其中空分交換按光矩陣開關(guān)所運(yùn)用的技術(shù)又分成兩類，一是基于波導(dǎo)技術(shù)的波導(dǎo)空分，另一個(gè)是運(yùn)用自在空間光傳播技術(shù)的自在空分光交換。光分組交換中，異步傳送方式是近年來廣泛研討的一種方式。3.2光交叉銜接OXC技術(shù)OXC是用于光纖網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備，經(jīng)過對光信號進(jìn)展交叉銜接，可以靈敏有效地管理光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)現(xiàn)可靠的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)恢復(fù)以及自動(dòng)配線和監(jiān)控的重

4、要手段。OXC主要由光交叉銜接矩陣、輸入接口、輸出接口、管理控制單元等模塊組成。為添加OXC的可靠性，每個(gè)模塊都具有主用和備用的冗余構(gòu)造，OXC自動(dòng)進(jìn)展主備倒換。輸入輸出接口直接與光纖鏈路相連，分別對輸入輸出信號進(jìn)展適配、放大。管理控制單元經(jīng)過編程對光交叉銜接矩陣、輸入輸出接口模塊進(jìn)展監(jiān)測和控制、光交叉銜接矩陣是OXC的中心，它要求無阻塞、低延遲、寬帶和高可靠，并且要具有單向、雙向和廣播方式的功能。OXC也有空分、時(shí)分和波分3種類型。3.3光分插復(fù)用在波分復(fù)用WDM光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，人們的興趣越來越集中到光分插復(fù)用器上。這些設(shè)備在光波長領(lǐng)域內(nèi)具有傳統(tǒng)SDH分插復(fù)用器SDHADM在時(shí)域內(nèi)的功能。特別是

5、OADM可以從一個(gè)WDM光束中分出一個(gè)信道分出功能，并且普通是以一樣波長往光載波上插入新的信息插入功能。對于OADM，在分出口和插入口之間以及輸入口和輸出口之間必需有很高的隔離度，以最大限制地減少同波長干涉效應(yīng)，否那么將嚴(yán)重影響傳輸性能。曾經(jīng)提出了實(shí)現(xiàn)OADM的幾種技術(shù)：WDMDE-MUX和MUX的組合；光循環(huán)器或在Mach-Zehnder構(gòu)造中的光纖光柵；用集成光學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的串聯(lián)Mach-Zehnder構(gòu)造中的干涉濾波器。前兩種方式使隔離度到達(dá)最高，但需求昂貴的設(shè)備如WDMMUXDE MUX或光循環(huán)器。Mach-Zehnder構(gòu)造用光纖光柵或光集成技術(shù)還在開發(fā)之中，并需求進(jìn)一步改良以到達(dá)所要

6、求的隔離度。上面幾種OADM都被設(shè)計(jì)成以固定的波長任務(wù)。3.4光放大技術(shù)光纖放大器是建立全光通訊網(wǎng)的中心技術(shù)之一，也是密集波分復(fù)用DWDM系統(tǒng)開展的關(guān)鍵要素。DWDM系統(tǒng)的傳統(tǒng)根底是摻餌光纖放大器EDFA。光纖在1550nm窗口有一較寬的低損耗帶寬，可以包容DWDM的光信號同時(shí)在一根光纖上傳輸。采用這種放大器的多路傳輸系統(tǒng)可以擴(kuò)展，經(jīng)濟(jì)合理。EDFA出現(xiàn)以后，迅速取代了電的信號再生放大器，大大簡化了整個(gè)光傳輸網(wǎng)。但隨著系統(tǒng)帶寬需求的不斷上升，EDFA也開場顯示出它的局限性。由于可用的帶寬只需30nm，同時(shí)又希望傳輸盡能夠多的信道，故每個(gè)信道間的間隔 非常小，普通只需O.81.6nm，這很容易呵

7、斥相鄰信道間的串話。因此，實(shí)踐上EDFA的帶寬限制了DWDM系統(tǒng)的容量。最近研討闡明，1590nm寬波段光纖放大器可以把DWDM系統(tǒng)的任務(wù)窗口擴(kuò)展到1600nm以上。貝爾實(shí)驗(yàn)室和NH的研討人員已研制勝利實(shí)驗(yàn)性的DBFA。這是一種基于二氧化硅和餌的雙波段光纖放大器。它由兩個(gè)單獨(dú)的子帶放大器組成：傳統(tǒng)1550nmEDFA1530nm1560nm；1590nm的擴(kuò)展波段光纖放大器EBFA。EBFA和EDFA的結(jié)合運(yùn)用，可使DWDM系統(tǒng)的帶寬添加一倍以上75nm，為信道提供更大的空間，從而減少甚至消除了串話。因此，1590nmEBFA對滿足不斷增長的高容量光纖系統(tǒng)的需求邁出了重要的一步。4、全光網(wǎng)面臨

8、的挑戰(zhàn)及開展前景4.1面臨的挑戰(zhàn)1網(wǎng)絡(luò)管理。除了根本的功能外，中心光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)包括光層波長路由管理、端到端性能監(jiān)控、維護(hù)與恢復(fù)、引導(dǎo)和資源分配戰(zhàn)略管理。2互連和互操作。ITU和光互連網(wǎng)論壇OIF正努力于互操作和互連的研討，已獲得了一些進(jìn)展。ITU的研討集中在開發(fā)光層內(nèi)實(shí)現(xiàn)互操作的規(guī)范。OIF那么更多的關(guān)注光層和網(wǎng)絡(luò)其他層之間的互操作，集中進(jìn)展客戶層和光層之間接口定義的開發(fā)。3光性能監(jiān)視和測試。目前光層的性能監(jiān)視和性能管理大部分還沒有規(guī)范定義，但正在開發(fā)之中。4.2開展前景全光網(wǎng)是通訊網(wǎng)開展的目的，分兩個(gè)階段完成。第一個(gè)階段為全光傳送網(wǎng)，即在點(diǎn)對點(diǎn)光纖傳輸系統(tǒng)中，全程不需求任何光電轉(zhuǎn)換。長間隔 傳輸完全靠光波沿光纖