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全光通信網,，全光通信網是什么意思？

全光纖通信網絡是新一代網絡，是信息社會的神經系統,。基于語音,、數據,、圖像等多媒體信息的高速、無阻塞傳輸和交換,。本書闡述了打破現有網絡的“電子瓶頸”,，在光域進行傳輸和交換的新型網絡及其關鍵單元技術。

通信網絡傳輸容量的增加推動了光纖通信技術的發(fā)展,。光纖近30THz的巨大潛在帶寬容量,，使得光纖通信成為支撐通信業(yè)務增長的最重要技術?！ǚ謴陀?WDM),、時分復用(TDM)和空分復用(SDM)等光復用技術越來越受到人們的關注,。然而，在基于這些技術的現有通信網絡中,，網絡的每個節(jié)點都要完成光/電/光轉換,，其中的電子設備存在帶寬受限、時鐘偏移,、串擾嚴重,、功耗高等缺點。導致通信網絡出現“電子瓶頸”現象,。為了解決這個問題,，人們提出了全光網絡(AON)的概念。

一,、全光網絡的概念

所謂全光網絡,，是指網絡與最終用戶節(jié)點之間的信號通道仍然保持光的形式，即一條端到端的完整光路,，沒有電轉換的介入,。數據從源節(jié)點到目的節(jié)點的傳輸過程是在光域中進行的，其交換在每個網絡節(jié)點中使用高可靠性,、大容量和高靈活性的光交叉連接設備(OXC),。在全光網絡中，由于光電轉換沒有障礙,，允許各種協議和編碼形式存在,，信息傳輸透明，無需面對電子設備信息處理速率難以提高的困難,。

二,，全光網絡的優(yōu)勢

基于波分復用(WDM)的全光通信網絡可以提供比傳統電信網絡更大的通信容量，并使通信網絡更加可管理,、靈活和透明,。

整個光網絡具有以前的通信網絡和現在的光通信系統所不具備的優(yōu)點：

1.全光網絡通過波長選擇器實現路由選擇，即按波長選擇路由,，對傳輸碼率,、數據格式和調制方式透明，可以提供多種協議服務,，可以不受限制地提供端到端的服務,。透明意味著網絡中的信息在從源地址到目的地址的過程中不受任何干擾。全光網絡對信號是透明的,，因為全光網絡中信號的傳輸發(fā)生在光域,，信號的速率和格式只受接收端和發(fā)送端的限制。

2.全光網絡不僅可以兼容現有的通信網絡,，還可以支持未來的寬帶綜合業(yè)務數字網和網絡升級,。

3.全光網絡具有可擴展性,。當增加新的網絡節(jié)點時，原有的網絡結構和設備不會受到影響,，網絡成本會降低,。

4.它可以根據通信業(yè)務量的需求動態(tài)改變網絡結構，充分利用網絡資源,，具有網絡的可重構性,。

5.全光網絡結構簡單，通過透明光路端到端連接,，沿途無需轉換和存儲,，網絡中很多光器件都是無源的，可靠性高,，可維護性好,。

全光網絡具有上述優(yōu)點，因此成為未來寬帶通信網絡的發(fā)展目標,。

三。全光網絡的體系結構和基本結構

圖一,。全光通信網絡的結構

采用波分復用技術的全光通信網絡將采用三級結構,。最低層(0層)是許多單位擁有的局域網(LAN ),它們連接到幾個用戶的光端機(OT)。每個0級網絡內部使用一組波長,，但每個0級網絡的大部分也可以使用同一組波長,，即波長或頻率復用。中間的l

光網絡層是光鏈路的連接部分,。采用WDM技術使光網絡能夠傳輸多種波長的光信號,，網絡節(jié)點之間采用OXC實現多路光信號的交叉連接。光網絡層通過光鏈路與寬帶網絡用戶接口和局域網相連,。光網絡層的拓撲可以是環(huán)形,、星形和網狀，交換方式可以是空分,、時分或波分,。

電網絡層的ADM是電子分插復用器，可以直接將高速STM-N光信號拆分成各種PDH分支信號或作為STM-1信號的復用器,，其速率可選自STM-1,、STM-4或STM-16。DXC相當于自動數字配線架的數字交叉連接,，可以可控地連接和重新連接各種端口速率(PDH或SDH),。所謂交叉連接也是一種“交換功能”，所以網絡層有各種各樣的電子交換,，從程控交換(如PABX),、ATM交換(如視頻,、數據信號)到未來的一些交換(如圖像、多媒體信號),。

四,。全光網絡的關鍵技術

為了實現全光網絡中信號的透明和可重構傳輸，有必要對全光傳輸的關鍵技術進行研究,。以下是一些關鍵技術：

1.光交叉連接(OXC),。OXC是全光網絡中的核心器件，它與光纖組成全光網絡,。OXC交換全光信號,，在網絡節(jié)點上互連指定的波長，從而有效利用波長資源,，實現波長復用,，即以更少的波長互連更多的網絡節(jié)點。當光纖中斷或業(yè)務出現故障時,，OXC可以自動完成故障隔離,、重路由和網絡重配置等操作，使業(yè)務不中斷,，即具有高速光信號路由和網絡恢復功能,。OXC不僅提供光路由，還允許光信號插入電網絡層或從電網絡層分離,，這就像SDH中的DXC,。

2.光分插復用(OADM)。OADM是有選擇性的,。你可以從傳輸設備中選擇下行信號或者上行信號,，或者只通過某個波長的信號，但不要影響其他,。

3.摻餌光纖放大器(EDFA),。在光纖通信中采用WDM技術能實現超大容量、超高速的光傳輸,。而EDFA的商用可以使全光中繼成為現實,。EDFA是80年代末發(fā)展起來的一種新型光放大器件，它具有高增益,、低噪聲,、寬頻帶，以及對數據速率與格式透明等特點,。它可以對波長在1530～1575mm的光信號同時放大,。在1550mm波段，EDFA的放大增益可達30～40dB。EDFA不但結構簡單,，與光纖耦合方便,，而且連接損耗小。EDFA可用于100個信道以上的密集波分復用傳輸系統,、接入網中的光圖像信號分配系統,、空間光通信，以及用于研究非線性現象等,。EDFA是目前光放大技術的主流,，它能簡化系統，降低傳輸成本,，增加中繼距離,，提高光信號傳輸的透明性，是實現全光網的關鍵器件,。

4.全光網的管理,、控制和運作。全光網對管理和控制提出了新的問題：①現行的傳輸系統(SDH)有自定義的表示故障狀態(tài)監(jiān)控的協議,，這就存在著要求網絡層必須與傳輸層一致的問題;②由于表示網絡狀況的正常數字信號不能從透明的光網絡中取得,，所以存在著必須使用新的監(jiān)控方法的問題;③在透明的全光網中，有可能不同的傳輸系統共享相同的傳輸媒質,，而每一不同的傳輸系統會有自己定義的處理故障的方法,，這便產生了如何協調處理好不同系統、不同傳輸層之間關系的問題,。對于以上每一種問題都要有相應的處理方案。從現階段的WDM全光網發(fā)展來看,，網絡的控制和管理要比網絡的實現技術更具挑戰(zhàn)性,，網絡的配置管理、波長的分配管理,、管理控制協議,、網絡的性能測試等都是網絡管理方面需解決的技術。若沒有行之有效的網管控制系統,，則全光網是無法商用的,。

五、全光網的兩個發(fā)展階段

全光通信網是通信網發(fā)展的目標,。這一目標的實現分兩個階段完成,。

1.全光傳送網。在點到點光纖傳輸系統中,，整條線路中間不需要作任何光/電和電/光的轉換,。這樣的長距離傳輸完全靠光波沿光纖傳播，稱為發(fā)端與收端間點到點全光傳輸,。那么整個光纖通信網任一用戶地點應該可以設法做到與任一其它用戶地點實現全光傳輸,，這樣就組成全光傳送網,。

2.完整的全光網。在完成上述用戶間全程光傳送網后,，有不少的信號處理,、儲存、交換,，以及多路復用/分接,、進網/出網等功能都要由電子技術轉變成光子技術完成，整個通信網將由光實現傳輸以外的許多重要功能,，完成端到端的光傳輸,、交換和處理等，這就形成了全光網發(fā)展的第二階段,，將是更完整的全光網,。

六、目前全光網的發(fā)展狀況

現階段全光通信網的研究與試驗明顯地以波分復用技術為核心,，即主要對波分復用傳輸,、交換和聯網技術進行研究與試驗，構成波分復用全光通信試驗網,。在傳輸方面,，摻鉺光纖放大器加波分復用，再加上光纖色散補償技術是走向全光通信網的合理途徑,。帶光放大的波分復用技術已經成熟,，并已投入商用。在交換技術方面,，波長路由選擇的引入使波分復用全光網在交換節(jié)點上具有獨特的優(yōu)勢：可以實現光層上的信息交換,，克服了電子交換瓶頸現象，且結構簡單靈活,，易于網絡升級,。預計在全光通信網中，波分復用光交換技術將會得到廣泛應用,。

在聯網技術方面,，近幾年波分復用傳輸技術已經進入實用化和商用階段，世界許多國家已經開始利用波分復用技術和現有的,、以及即將鋪設的光纖聯網進行全光通信網試驗,，以尋求一個具有透明性、可擴性,、可重構性的全光通信網的全面解決方案,，為實現未來的寬帶通信網奠定堅實的基礎。

本文講解到此結束，希望對大家有所幫助,。