全光网络技术及其发展前景
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。
全光通信网的特点及其关键技术
全光通信网的特点及其关键技术摘要：全光通信网是一种利用光学技术传输信息的高速数据传输网络。
该网络具有高带宽、低能耗、安全可靠、无电磁干扰等特点，适合用于音视频传输、数据中心、云计算等领域。
本文首先介绍了全光通信网的基本架构及其特点，然后重点阐述了光纤通信技术、光光转换技术、光路交换技术、无源光网络技术和光网络安全性技术等关键技术的实现原理与应用。
关键词：全光通信网，光纤通信技术，光光转换技术，光路交换技术，无源光网络技术，光网络安全性技术。
正文：一、全光通信网的基本架构及其特点全光通信网是指在通信网络中全部使用光学器件来完成光信号的生成、放大、传输和接收等工作，避免了电信号到光信号的转换。
全光通信网具有以下特点：1.高带宽：由于光信号的频率非常高，因此可以实现高速、大容量的数据传输，大大提高了网络的数据通信速度。
2.低能耗：光学器件本身具有低能耗和高可靠性，可以有效地减少网络的能耗和维护成本。
3.安全可靠：光信号无法被窃听和干扰，使网络具有更高的安全性和可靠性。
4.无电磁干扰：由于全光通信网仅仅使用光学信号传输数据，因此避免了电磁干扰现象的产生，可以更好地保障通信质量。
二、光纤通信技术全光通信网中，光纤是一种重要的传输介质。
光纤通信技术采用光纤作为传输媒介，可以实现高速、远距离的数据传输。
光纤通信技术主要包括以下方面：1.波分复用技术（WDM）：利用不同颜色（波长）的光来传输不同的信号，以实现多路复用和高速数据传输。
2.光放大器技术：将信号通过光纤传输时，信号会因为衰减而逐渐变弱，光放大器可以增强光信号，使信号能够在长距离的光纤中传输。
三、光光转换技术光光转换技术是指将光信号转换成另一种波长或者将光能量转换成电能量。
光光转换技术包括以下方面：1.光电转换器件：将光信号转换成电信号或将电信号转换成光信号，以实现光电互换。
2.光调制技术：将不同波长的多个光信号调制为一个复合信号，可以将多个同时传输的光信号合并。
全光网络的发展历程与发展趋势
全光网络的发展历程与发展趋势摘要：本文阐述全光网络如何经过WDM技术的发展与演变、全光网络的技术研发、过渡到自动光交换网、直到当前智能光交换网络的发展历程与发展趋势。
1 引言据国外统计，骨干因特网的带宽在1997年为622Mbps,1998年是2.5Gbps,1999年突破10Gbps,2000年接近40Gbps；也就是说每经过6-9个月因特网的带宽或业务量翻一番。
按照目前单波长光纤系统的传输速率最高为40Gbps考虑，仅因特网的数据流就占满了整个单波长系统的传输容量，更不用说宽带业务和其他多媒体应用了。
事实上随着因特网的飞速发展，几乎在网络的所有层面，如企业网、接入网，传输、选路与交换等都在研发与应用高速宽带技术。
带宽的"饥渴"极大地促进了DWDM技术的快速发展，基础速率为2.5Gbps/10bps的8波、16波、32波、40波乃至80波的DWDM系统已经商用，所有的波长都落在常规的C 带内(1530-1565nm)；此波带又分为蓝带和红带。
各个波长或光路的间隔从100GHz(0.8nm)缩小到50GHz(0.4nm)。
进一步增加波长数，例如增加到160波以上时需要应用L波带(1565-1625nm)，也就是第4代WDM光纤通信系统。
当波长数达到数百量级时各光路间隔将缩小到25GHz(0.2nm)；此时对光源的精度与稳定度，对分光滤波器的分辨率的要求均很高。
表1给出新世纪开始DWDM系统研发水平的概貌。
由表1可见10Tbps的总容量业已突破，很多公司例如Ciena公司已在研发16Tbps的系统；而朗讯贝尔实验室的科研人员认为商用的DWDM系统容量最高将达到100Tbps。
DWDM系统在长途光传送网中的发展方向是超密集波分复用，超大容量和超常中继距离传输；而在城域光传送网中的发展方向是稀疏波分复用，超大容量、短传输距离和价廉的CWDM系统，也就是和具有第5光窗口的无水峰光纤即新的全波光纤相应的第5代WDM 系统。
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
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有 线 电视 全 光 网络 的关 刖 Ｅ ｊ 键 技 术 及 发 展 秉
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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 ，
什么是全光网络技术
什么是全光网络技术什么是全光网络技术?所谓全光网络，是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。
因为在整个传输过程中没有电的处理，所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用，提高了网络资源的利用率。
下面就由小编来给大家说说什么是全光网络技术吧。
什么是全光网络技术（全光网络示意图）1、首先小编要给大家介绍下什么是全光网络先。
1.1、全光网络所谓全光网络，是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。
因为在整个传输过程中没有电的处理，所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用，提高了网络资源的利用率。
1.2、全光网络技术全光网络的相关技术主要包括全光交换、光交叉连接、全光中继和光复用/去复用等。
全光网络技术承诺的美好前景很简单: 数据将以更快的速度传输，因为数据仅以光的形式进行编码。
“仅”是个关键字。
目前，光网络设备从光缆中接收光脉冲，将它转换为电信号进行处理，然后将电信号还原为光进行传输。
即使处理时间为零，这种转换也会增加时延。
光技术鼓吹者说，消除光电转换将使数据传输速率达到万亿位级。
一个经常引用的统计数据说光纤具有25万亿到75万亿位/秒的理论容量，并把这个数据与数据速率通常以百万位计的铜线进行比较，体现其优势。
但是，这种论点没有涉及全光网络的两个基本要求：路由和缓冲。
现在全光网络中没有路由协议这类东西。
目前，光网络设备运行在点到点或环路拓扑结构中。
点到点是指，光脉冲要么由设备A 传送到设备B，要么不传送。
如果电缆出现中断，点到点方式没有后备连接。
像SONET的自动保护交换这样的环路技术提供了略好一些的冗余性：一旦电缆出现中断，环路可以绕过去。
而任何更复杂的拓扑结构都需要路由技术。
一些光网络技术鼓吹者说，路由决策属于光网络的边缘。
的确如此，只要全光网络很小并且简单。
如果交换机制造商真正想增加销售量，他们就需要在他们的设备中提供更多的智能。
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
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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
集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
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
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。
光放大技术
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1550nmEDFA（1530nm～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。