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全光通信網(wǎng),，全光通信網(wǎng)是什么意思,？

全光纖通信網(wǎng)絡是新一代網(wǎng)絡，是信息社會的神經(jīng)系統(tǒng),?；谡Z音、數(shù)據(jù),、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(xiàn)有網(wǎng)絡的“電子瓶頸”，在光域進行傳輸和交換的新型網(wǎng)絡及其關鍵單元技術,。

通信網(wǎng)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(xiàn)有通信網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡的每個節(jié)點都要完成光/電/光轉(zhuǎn)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(wǎng)絡出現(xiàn)“電子瓶頸”現(xiàn)象。為了解決這個問題,，人們提出了全光網(wǎng)絡(AON)的概念,。

一、全光網(wǎng)絡的概念

所謂全光網(wǎng)絡,，是指網(wǎng)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(zhuǎn)換的介入,。數(shù)據(jù)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(wǎng)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(wǎng)絡中,，由于光電轉(zhuǎn)換沒有障礙，允許各種協(xié)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(wǎng)絡的優(yōu)勢

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

整個光網(wǎng)絡具有以前的通信網(wǎng)絡和現(xiàn)在的光通信系統(tǒng)所不具備的優(yōu)點：

1.全光網(wǎng)絡通過波長選擇器實現(xiàn)路由選擇,，即按波長選擇路由，對傳輸碼率,、數(shù)據(jù)格式和調(diào)制方式透明,，可以提供多種協(xié)議服務,，可以不受限制地提供端到端的服務。透明意味著網(wǎng)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(wǎng)絡對信號是透明的,，因為全光網(wǎng)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(wǎng)絡不僅可以兼容現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡,，還可以支持未來的寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)和網(wǎng)絡升級。

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

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

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

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

三,。全光網(wǎng)絡的體系結(jié)構和基本結(jié)構

圖一,。全光通信網(wǎng)絡的結(jié)構

采用波分復用技術的全光通信網(wǎng)絡將采用三級結(jié)構。最低層(0層)是許多單位擁有的局域網(wǎng)(LAN ),它們連接到幾個用戶的光端機(OT),。每個0級網(wǎng)絡內(nèi)部使用一組波長，但每個0級網(wǎng)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(wǎng)絡層是光鏈路的連接部分。采用WDM技術使光網(wǎng)絡能夠傳輸多種波長的光信號,，網(wǎng)絡節(jié)點之間采用OXC實現(xiàn)多路光信號的交叉連接,。光網(wǎng)絡層通過光鏈路與寬帶網(wǎng)絡用戶接口和局域網(wǎng)相連。光網(wǎng)絡層的拓撲可以是環(huán)形,、星形和網(wǎng)狀,，交換方式可以是空分、時分或波分,。

電網(wǎng)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(shù)字配線架的數(shù)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(wǎng)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(shù)據(jù)信號)到未來的一些交換(如圖像,、多媒體信號)。

四,。全光網(wǎng)絡的關鍵技術

為了實現(xiàn)全光網(wǎng)絡中信號的透明和可重構傳輸,，有必要對全光傳輸?shù)年P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(wǎng)絡中的核心器件,，它與光纖組成全光網(wǎng)絡。OXC交換全光信號,，在網(wǎng)絡節(jié)點上互連指定的波長,，從而有效利用波長資源，實現(xiàn)波長復用,，即以更少的波長互連更多的網(wǎng)絡節(jié)點,。當光纖中斷或業(yè)務出現(xiàn)故障時，OXC可以自動完成故障隔離,、重路由和網(wǎng)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(wǎng)絡恢復功能,。OXC不僅提供光路由,，還允許光信號插入電網(wǎng)絡層或從電網(wǎng)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)據(jù)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(jié)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(tǒng)、接入網(wǎng)中的光圖像信號分配系統(tǒng),、空間光通信,，以及用于研究非線性現(xiàn)象等。EDFA是目前光放大技術的主流,，它能簡化系統(tǒng),，降低傳輸成本，增加中繼距離,，提高光信號傳輸?shù)耐该餍?，是實現(xiàn)全光網(wǎng)的關鍵器件。

4.全光網(wǎng)的管理,、控制和運作,。全光網(wǎng)對管理和控制提出了新的問題：①現(xiàn)行的傳輸系統(tǒng)(SDH)有自定義的表示故障狀態(tài)監(jiān)控的協(xié)議，這就存在著要求網(wǎng)絡層必須與傳輸層一致的問題;②由于表示網(wǎng)絡狀況的正常數(shù)字信號不能從透明的光網(wǎng)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(wǎng)中,，有可能不同的傳輸系統(tǒng)共享相同的傳輸媒質(zhì)，而每一不同的傳輸系統(tǒng)會有自己定義的處理故障的方法,，這便產(chǎn)生了如何協(xié)調(diào)處理好不同系統(tǒng),、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(xiàn)階段的WDM全光網(wǎng)發(fā)展來看,，網(wǎng)絡的控制和管理要比網(wǎng)絡的實現(xiàn)技術更具挑戰(zhàn)性，網(wǎng)絡的配置管理,、波長的分配管理、管理控制協(xié)議,、網(wǎng)絡的性能測試等都是網(wǎng)絡管理方面需解決的技術,。若沒有行之有效的網(wǎng)管控制系統(tǒng)，則全光網(wǎng)是無法商用的,。

五,、全光網(wǎng)的兩個發(fā)展階段

全光通信網(wǎng)是通信網(wǎng)發(fā)展的目標,。這一目標的實現(xiàn)分兩個階段完成。

1.全光傳送網(wǎng),。在點到點光纖傳輸系統(tǒng)中,，整條線路中間不需要作任何光/電和電/光的轉(zhuǎn)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(wǎng)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(xiàn)全光傳輸，這樣就組成全光傳送網(wǎng),。

2.完整的全光網(wǎng),。在完成上述用戶間全程光傳送網(wǎng)后，有不少的信號處理,、儲存,、交換，以及多路復用/分接,、進網(wǎng)/出網(wǎng)等功能都要由電子技術轉(zhuǎn)變成光子技術完成,，整個通信網(wǎng)將由光實現(xiàn)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(wǎng)發(fā)展的第二階段，將是更完整的全光網(wǎng),。

六,、目前全光網(wǎng)的發(fā)展狀況

現(xiàn)階段全光通信網(wǎng)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(lián)網(wǎng)技術進行研究與試驗,，構成波分復用全光通信試驗網(wǎng)。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(wǎng)的合理途徑。帶光放大的波分復用技術已經(jīng)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(wǎng)在交換節(jié)點上具有獨特的優(yōu)勢：可以實現(xiàn)光層上的信息交換,，克服了電子交換瓶頸現(xiàn)象,，且結(jié)構簡單靈活，易于網(wǎng)絡升級,。預計在全光通信網(wǎng)中,，波分復用光交換技術將會得到廣泛應用。

在聯(lián)網(wǎng)技術方面,，近幾年波分復用傳輸技術已經(jīng)進入實用化和商用階段,，世界許多國家已經(jīng)開始利用波分復用技術和現(xiàn)有的,、以及即將鋪設的光纖聯(lián)網(wǎng)進行全光通信網(wǎng)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(wǎng)的全面解決方案，為實現(xiàn)未來的寬帶通信網(wǎng)奠定堅實的基礎,。

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