全光网络技术及其发展前景
全光网络化是大势5g时代更显光网络意义
全光网络化是大势5G时代更显光网络意义无疑问，我们正在进入一个万物互联的世界，而全光纤网络能够确保基础设施可以根据需要不断升级。
全光网络的话题，我们之前多次讨论过。
现在业内提出2.0概念，是将云网协同赋予光网络更多的内涵，例如具备架构扁平化、调度全光化、运维智能化的特征。
实际上，5G是无线的云化的网络，云和网（固网）协同是未来当然的发展方向。
所以，在5G时代讨论全光化网络显得尤其必要。
毫光纤，是未来的通道之前我们讨论过多次，在智能化全面铺开的新形态互联网时代（普遍的估计，是从2020年开始），无论是工厂还是办公室楼宇，全都在向成本节约、环境保护和高效能源利用的智能化方向发展。
而随着智能化水平的提升，配套的网络基础设施也必须赶上步伐。
以往，标准的网络设施用的都是铜，就能满足租户的带宽和服务需求了。
然而，如今的科技发展步伐已经远超铜缆基础设施所能支持的水平。
而如果对铜缆基础设施进行升级，不但成本过高，而且会陷入一个令人烦恼不已的、推倒重来的循环。
铜不仅体积庞大，且需要安装冷却系统，导致可用空间进一步减少，维护成本增加。
虽然铜网络前期成本较低，但最终会在维护、更换和租户满意度方面产生高昂的成本。
同时，铜线体积较大，最初设计通过电脉冲传输语音通话数据。
由于容易受到诸如温度和电磁波动等环境因素的干扰，铜缆在两公里的距离内传输质量下降得很快。
尽管铜缆体积很大，但其张力公差很低。
最令人担忧的是，铜缆能够传输电力，而且易被窃听，由此导致网络整体瘫痪。
如果缺乏有效的监测技术，受到损坏或磨损的铜缆可能会完全短路，甚至引发火灾。
作为铜的更有效升级替代品，光纤基础设施可提供近乎无限的带宽容量和高度可扩展的系统，确保楼宇能够满足租户在未来多年对服务和应用19的需求。
从长远来看，选择光纤基础设施不仅能够节约成本，而且随着技术和应用需求的发展，能够确保楼宇为租户提供未来所需的连通性。
所以，这里已经把“光网”的这个“光”显出优越性了。
全光网调研报告
全光网调研报告全光网调研报告全光网是指利用光纤作为主要的传输媒介，实现信息传输和通信的网络系统。
随着技术的不断进步，全光网在各个领域的应用越来越广泛。
为了更好地了解全光网的发展和应用情况，我们进行了相关调研。
一、全光网的发展现状和趋势全光网作为一种高速、大容量、低延迟的传输方式，已经在通信、数据中心、智能交通等领域得到广泛应用。
全光网可以提供更快的数据传输速度和更大的带宽，能够满足不断增长的数据需求。
未来，随着5G网络的普及和云计算的发展，全光网将进一步提升传输速度和带宽，并拥有更广泛的应用前景。
二、全光网的应用领域1. 通信领域：全光网可以提供更快的传输速度和更大的带宽，满足不断增长的通信需求。
在光通信网络中，全光网可以实现海量数据的传输和分发，为用户提供高品质的通信服务。
2. 数据中心领域：全光网可以实现数据中心之间的高速连接，提供更快速的数据传输和更高效的数据处理能力。
全光网可以支持大规模的数据存储和处理，满足云计算和大数据分析的需求。
3. 智能交通领域：全光网可以实现智能交通系统中的高速数据传输和精确控制。
通过全光网，智能交通系统可以实现实时监控、智能调度和智能控制，提高交通的安全性和效率。
4. 公共安全领域：全光网可以提供高速、高可靠的通信支持，为公共安全系统提供稳定可靠的通信服务。
全光网可以实现视频监控、数据传输和指挥调度等功能，提高应急响应和管理效率。
三、全光网的优势和挑战1. 优势：a. 高速传输：全光网可以提供更快的传输速度，满足高速数据传输的需求。
b. 大带宽：全光网可以提供更大的带宽，支持海量数据的传输和存储。
c. 低延迟：全光网的传输延迟低，能够实现实时传输和精确控制。
d. 高安全性：全光网可以提供高度安全的通信环境，保护用户的数据安全和隐私。
2. 挑战：a. 技术难题：全光网的建设和维护需要专业的技术和设备支持，成本较高。
b. 基础设施建设：全光网需要大规模的光纤网络建设，对基础设施提出了更高的要求。
世界全光网络发展趋势分析报告
世界全光网络发展趋势分析报告20世纪90年代以来，随着光纤通信技术的迅速发展，许多学者提出了“全光网络”的概念，其本意是信号以光的形式穿过整个网络，直接在光域内进行信号的传输、再生和交换/选路，中间不经过任何光电转换，以达到全光透明性，实现在任意时间、任意地点、传送任意格式信号的理想目标。
全光网络由光传输系统和在光域内进行交换/选路的光节点组成，光传输系统的容量和光节点的处理能力非常大，电子处理通常在边缘网络进行，边缘网络中的节点或节点系统可采用光通道通过光网络进行直接连接。
光节点不进行按信元或按数据包的电子处理，因而具有很大的吞吐量，可大大地降低传输延迟。
不同类型的信号可以直接接入光网络。
光网络具有光通道的保护能力，以保证网络传输的可靠性。
为了提高传输效率，也可以简化或去掉SDH和ATM等中有关网络保护的功能，避免各个层次的功能重复。
由于光器件技术的局限性，目前全光网络的覆盖范围还很小，要扩大网络覆盖范围，必须要通过光电转换来消除光信号在传输过程中积累的损伤（色散、衰减、非线性效应等），进行网络维护、控制和管理。
因此，目前所说的“光网络”是由高性能的光电转换设备连接众多的全光透明子网的集合，是ITU－T有关“光传送网”概念的通俗说法。
ITU－T在G.872建议中定义光传送网为一组可为客户层信号提供主要在光域上进行传送复用、选路、监控和生存性处理的功能实体，它能够支持各种上层技术，是适应公用通信网络演进的理想基础传送网络。
2.光传送技术大容量光传送技术是最先应用于光网络中的技术，技术的发展主要围绕以下几点展开：2.1提高单信道速率主要有ETDM和OTDM方式，ETDM应用最广泛，目前40Gb/s 的ETDM系统即将进入实用，更高速率的系统也处在研发之中，其中的关键技术是色散补偿和偏振模色散补偿。
此外，受“电子瓶颈”的限制，纯粹的ETDM方式发展潜力已不太大，今后的发展将是“ETDM＋OTDM”方式。
全光网络技术及其应用
全光网络技术及其应用随着互联网的普及和信息技术的发展，现代社会对于网络的需求越来越高。
而在网络系统中，传输技术起到了至关重要的作用。
近年来，随着全光网络技术的不断发展，许多传输问题迎刃而解，同时也有很多应用被广泛研究和开发，本文就对全光网络技术及其应用进行介绍和探讨。
一、全光网络技术全光网络是采用光作为传输媒介的网络系统。
相较于传统的电信网络，全光网络拥有更大的带宽、更高的信道容量和更低的传输损耗。
在全光网络中，信息采用光波通过光纤进行传输，从而避免了电波在传输过程中的损耗和电磁干扰。
在全光网络中，有三种主要的光传输技术：光纤传输、光波导传输和自由空间光传输。
其中，光纤传输是应用最为广泛的一种技术，它是采用光纤作为传输媒介，利用光纤对光信号进行传输和调制。
同时，在光通信中，也有一些基本的传输技术，例如波分复用技术（Wavelength Division Multiplexing，WDM）、时分复用技术（Time Division Multiplexing，TDM）和频分复用技术（Frequency Division Multiplexing，FDM）等。
这些技术的应用，可以在同一根光纤上实现多路复用，从而提高了光通信的带宽和效率。
二、全光网络的应用1. 全光网络通信随着手机、电脑等智能终端的普及，人们对于网络通信的需求越来越高。
而全光网络通信技术，以其高速率、高安全性和高可靠性，成为了未来网络通信的发展趋势。
目前，全光通信已经应用于许多领域，例如公共通信、局域网、数据中心等。
同时，光通信也成为了物联网、云服务等兴起领域的重要技术。
2. 全光网络储存除了网络通信，全光网络技术还被应用于大规模数据存储。
传统的数据存储往往采用硬盘或者闪存作为储存介质，随着数据量的不断增加，这种储存方式越来越难以满足需求。
而全光网络储存，以其高速度、高容量和高密度的特点，成为了储存技术的发展方向。
全光网络储存技术已经取得了一定的进展，在不同领域都得到了应用，例如数据中心、高性能计算等。
光网络的主要技术、发展及其应用
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：）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。
在全光网络中不需要光电转换，在传输过程中没有存储和变换，采用的许多光器件都是无源的，极大地提高了传输的可靠性。
分享全光网络的创新及应用
分享全光网络的创新及应用全光网络是一种利用光信号传输数据的新型网络体系结构，它具有高存储和传输容量、低延迟、低消耗和高可靠性等优点，可以应用于各种领域，如通信、物联网、云计算、医疗和科学研究等。
下面，我将重点介绍全光网络的创新及应用。
一、全光网络的创新1. 光信号传输技术利用光信号传输数据是全光网络最重要的创新之一。
其传输速度可达数百Gbps、数Tbps，能够满足大规模数据通信要求，同时减少带宽拥塞和信噪比失真等问题。
2. 波分复用技术波分复用技术是全光网络的另一个重要创新。
通过使用不同波长的光信号传输数据，可以实现高效的频谱利用。
此外，波分复用技术还可以实现多信道复用，提高了全光网络的容量和灵活性。
3. 分组光交换技术分组光交换技术是实现全光网络数据交换的一种新型技术。
它可以实现接近无延迟的数据交换，提高了网络的响应速度和实时性。
与传统的电力交换网络相比，分组光交换技术还具有更低的延迟和更高的可靠性。
4. 全光纤接入技术全光纤接入技术是实现全光网络构建的一种新型技术，它可以实现家庭、企业和机构等不同用户之间的高速数据交换。
相比传统的电力线接入方式，全光纤接入技术具有更高的容量和更高的速度，同时也具有更低的信道噪声。
二、全光网络的应用1. 通信全光网络作为高速数据传输的新型体系结构，可以广泛应用于通信领域。
在数据中心通信中，全光网络可以实现高带宽、低延迟的数据传输，同时实现多虚拟网络之间的高效划分。
在郊区或乡村地区的通信中，全光网络可以实现真正的光纤接入，提高了数据传输速度。
2. 云计算在云计算中，全光网络可以实现高速计算、高效存储和数据交换，提高了计算效率、可扩展性和安全性。
另外，全光网络还可以应用于云计算的数据备份、恢复和管理等领域，提高了数据安全性和可靠性。
3. 物联网在物联网中，全光网络可以实现智能物体之间的高速数据交换和通信。
全光网络可以提高智能终端设备的响应速度和处理能力，使智能物体之间的数据传输实现高效和顺畅。
有线电视全光网络的关键技术及发展前景
反 射 叠 加 ， 大 提 高 了输 出 功 率 ， 具 大 还
第二 步是在 现有 技术 的基 础上 ． 不 有 较 强 的选 频 功 能 ． 本 满 足 有 线 电视 基
传 输 过 程 都 在 光 域 内进 行 。 缆 传 输 与 断 研 究 开 发 新 技 术 。 在 光 技 术 的 研 究 光 纤 网 对光 源 的 要 求 。 光 发 展 方 面 ．存 在 以 下 几 个 亟 待 解 决 的
传 输 较 宽 频 带 等 优 点 ， 合 了有 线 电视 迎
全 光 网 就 是 使 用 光 纤 作 为 传 输 介 质 组 建 的 网 络 。它 用光 波 技 术 代 替 了 用 以市 郊 原 有 的 光 节 点 为 基 础 ．使 光 干
系统 多 频 道 传 输 的需 要 。目前 有 线 电视
依 次 减 小 。 现 在 使 用 较 多 的 是 １ ５ｒ ． ｕ ５ ｎ
单模光 纤 ， 种光 纤 中的色散 为零 ， 这 失
例 如 加 在 光 缆 上 的 力 不 能 超 过 光 缆 的 真 较 小 ， 距 离 传 输 效 果 好 ． 地 方 建 近 在 最 大 允 许 张 力 ； 施 工 中 光 缆 拐 弯 的 曲 设 的 光 纤 有 线 电 视 网 中 得 到 广 泛 应 率 半 径要 大于 光 缆 外景 的二 十 倍 ： 光 用 。 随 着 技 术 的 发 展 ． 出 现 了 解 决
新 术 窗Ｉ 技视
Ｉ 传 与术 播 技
有 线 电视 全 光 网络 的关 刖 Ｅ ｊ 键 技 术 及 发 展 秉
口 邱 铉 张 莛
可 。因 此 在 建 设 全 光 网络 的过 程 中 ， 以
光纤 通 信 逐 步取 代 电缆通 信 为 原 则 ，
全光网的发展前景及关键技术
输网 具有动态建立连接的功能. 在全光网(AON) 中， 络，
它包括提供 SDH 连接、 波长连接以及潜在的光纤连接业 务， 这样的一个功能可以带来许多价值: 第一， 光通道的流量工程:在这里带宽的分配是基于实
[ 收稿日 2007- 01- 01 期] 〔 作者简介I 沈淑红( 1969- ) ， 河北滦县人， 女， 唐山学院计算中心实脸师; 甘丽( 1972- ) ， 广东中山人， 女， 唐山学院计
2007 年第 3 期 ( 总第 10 3期)
牡丹江教 育学比学报
J O U RN AL O F M U DA NJ IA N G CO LL EGE O F E DU CA T IO N
N o . 3 ， 07 20
Se r ial N o. 10 3
全光 网的发展前 景及关键技术
沈淑红 甘 丽 陈 颖
1. 全光通倍发展的必要性 光纤通信是 目前最主要的信息传输技术 ， 迄今为止 ， 尚 未发现可以替代它的技术. 即使在世界通信低谷时期， 各 公司在资金极其短缺、 研发投人相对紧张的情况下， 对光纤 通信新技术的研究仍然没有停止和放松， 创造出实验室 4 X 40Gb/ s 无电再生传输 10000km 的最高记录。从我国网 络业务量变化的趋势来看， 目前我国干线网数据带宽已超 过话音， 预计今后 5 到 6 年全网的数据业务量将会超过话 音业务量; IP 业务将最终成为主导的联网协议 ， 年 内 IP 5 用户年增长接近 50% , 趋近摩尔定律, 5 年内省际干线网带 宽年增长约 100写， 相当于 12 个月翻番， 远高于摩尔定律; 3 年内中美国际通信带宽将从 3Gb/ s 增加到 32Gb/ s， 年增 长约 130% ， 相当于 10 个月翻番。 2005 年， SDXC 年节点容量超过 5Tb/ s， 如果仅仅通过 芯片密度和性能改进来提高节点容量， 2- 3 年翻番， 大约 这 个速度相对来说太慢了， 如果采用分布式交换结构来提供高 密度低成本节点， 其容量扩展难以靠非阻塞在线方式实现， 多个 DXC 直接互连会引人连接阻塞， 且节点吞吐量和效率 迅速减少。因此， 从长远看电节点无法解决容量瓶颈问题。 2. 全光通信网的概念和特性 通信业务需求的飞速发展对通信容量提出了越来越高 的要求。目 ， 前 基于 DWDM 的光纤通信系统 已经达到了 实用化水平 . 在进行交换和上下话路时受到“ 电子瓶颈” 的 限制， 为此， 提出了“ 全光 网" (AON) 的概念。“ " 全光网” 即 数据从源节点到 目 的节点的传输过程中始终在光域内， 这 就避免了在所经过的各个节点上的光电一电光转换， 电 即“
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全光网络技术及其发展前景
摘要
随着光纤通信的飞速发展,光纤通信有向全光网发展的趋势;文中介绍了全光网的概念、优点及一些关键技术,展望了未来光通信的发展前景;
在以光的复用技术为基础的现有通信网中,网络的各个节点要完成光／电／光的转换,仍以电信号处理信息的速度进行交换,而其中的电子件在适应高速、大容量的需求上,存在着诸如带宽限制、时钟偏移、严重串话、高功耗等缺点,由此产生了通信网中的“电子瓶颈”现象;为了解决这个问题,人们提出了全光网AON的概念,全光网以其良好的透明性、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;
1、全光网的概念
所谓全光网,是指从源节点到终端用户节点之间的数据传输与交换的整个过程均在光域内进行,即端到端的完全的光路,中间没有电信号的介入;全光网的结构示意如图1所示;
图1 全光网的结构示意图
2、全光网的优点
基于波分复用的全光通信网可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性;它具备如下以往通信网和现行光通信系统所不具备的优点：
1省掉了大量电子器件;全光网中光信号的流动不再有光电转换的障碍,克服了途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难,省掉了大量电子器件,大大提高了传输速率;
2提供多种协议的业务;全光网采用波分复用技术,以波长选择路由,可方便地提供多种协议的业务;
3组网灵活性高;全光网组网极具灵活性,在任何节点可以抽出或加入某个波长;
4可靠性高;由于沿途没有变换和存储,全光网中许多光器件都是无源的,因而可靠性高;
3、全光网中的关键技术
光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术;光路交换又可分成3种类型,即空分SD、时分TD和波分／频分WD／FD光交换,以及由这些交换形式组合而成的结合型;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;
光交叉连接OXC技术
OXC是用于光纤网络节点的设备,通过对光信号进行交叉连接,能够灵活有效地管理光纤传输网络,是实现可靠的网络保护／恢复以及自动配线和监控的重要手段;OXC主要由光交叉连接矩阵、输入接口、输出接口、管理控制单元等模块组成;为增加OXC的可靠性,每个模块都具有主用和备用的冗余结构,OXC自动进行主备倒换;输入输出接口直接与光纤链路相连,分别对输入输出信号进行适配、放大;管理控制单元通过编程对光交叉连接矩阵、输入输出接口模块进行监测和控制、光交叉连接矩阵是OXC的核心,它要求无阻塞、低延迟、宽带和高可靠,并且要具有单向、双向和广播形式的功能;OXC也有空分、时分和波分3种类型;
光分插复用
在波分复用WDM光网络领域,人们的兴趣越来越集中到光分插复用器上;这些设备在光波长领域内具有传统SDH分插复用器SDHADM在时域内的功能;特别是OADM可以从一个WDM光束中分出一个信道分出功能,并且一般是以相同波长往光载波上插入新的信息插入功能;对于OADM,在分出口和插入口之间以及输入口和输出口之间必须有很高的隔离度,以最大限度地减少同波长干涉效应,否则将严重影响传输性能;已经提出了实现OADM的几种技术：WDMDE-MUX和MUX的组合；光循环器或在Mach-Zehnder结构中的光纤光栅；用集成光学技术实现的串联Mach-Zehnder结构中的干涉滤波器;前两种方式使隔离度达到最高,但需要昂贵的设备如WDMMUX／DE MUX或光循环器;Mach-Zehnder结构用光纤光栅或光集成技术还在开发之中,并需要进一步改进以达到所要求的隔离度;上面几种OADM都被设计成以固定的波长工作;
光纤放大器是建立全光通信网的核心技术之一,也是密集波分复用DWDM系统发展的关键要素;DWDM系统的传统基础是掺饵光纤放大器EDFA;光纤在1550nm窗口有一较宽的低损耗带宽,可以容纳DWDM的光信号同时在一根光纤上传输;采用这种放大器的多路传输系统可以扩展,经济合理;EDFA出现以后,迅速取代了电的信号再生放大器,大大简化了整个光传输网;但随着系统带宽需求的不断上升,EDFA也开始显示出它的局限性;由于可用的带宽只有30nm,同时又希望传输尽可能多的信道,故每个信道间的距离非常小,一般只有～,这很容易造成相邻信道间的串话;
因此,实际上EDFA的带宽限制了DWDM系统的容量;最近研究表明,1590nm宽波段光纤放大器能够把DWDM系统的工作窗口扩展到1600nm以上;贝尔实验室和NH的研究人员已研制成功实验性的DBFA;这是一种基于二氧化硅和饵的双波段光纤放大器;它由两个单独的子带放大器组成：传统1550nmEDFA1530nm～1560nm；1590nm的扩展波段光纤放大器EBFA;EBFA和EDFA的结合使用,可使DWDM系统的带宽增加一倍以上75nm,为信道提供更大的空间,从而减少甚至消除了串话;因此,1590nmEBFA对满足不断增长的高容量光纤系统的需求迈出了重要的一步;
4、全光网面临的挑战及发展前景
面临的挑战
1网络管理;除了基本的功能外,核心光网络的网络管理应包括光层波长路由管理、端到端性能监控、保护与恢复、疏导和资源分配策略管理;
2互连和互操作;ITU和光互连网论坛OIF正致力于互操作和互连的研究,已取得了一些进展;ITU的研究集中在开发光层内实现互操作的标准;OIF则更多的关注光层和网络其他层之间的互操作,集中进行客户层和光层之间接口定义的开发;
3光性能监视和测试;目前光层的性能监视和性能管理大部分还没有标准定义,但正在开发之中;
发展前景
全光网是通信网发展的目标,分两个阶段完成;第一个阶段为全光传送网,即在点对点光纤传输系统中,全程不需要任何光电转换;长距离传输完全靠光波沿光纤传播,称为发端与收端间点对点全光传输;第二个阶段为完整的全光网;在完成上述用户间全程光传送网后,有不少的信号处理、储存、交换以及多路复用／分用、进网／出网等功能都要由光子技术完成;完成端到瑞的光传输、交换和处理等功能,这是全光网发展的第二阶段,即完整的全光网。