全光网络的发展历程与发展趋势

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全光网调研报告

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

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。

光通信和光模块

光通信和光模块

光通信和光模块一、光通信的概念及发展历程光通信是指利用光作为信息传输的媒介,将信息从一个地方传送到另一个地方。

它是一种高速、大容量、低损耗的通信方式,被广泛应用于互联网、电视、电话等领域。

光通信的发展历程可以分为以下几个阶段:1. 光纤出现阶段:20世纪60年代,人们开始研究光纤,但由于技术限制和成本问题,应用范围有限。

2. 光纤商业化阶段:20世纪70年代末期,随着技术的不断进步和成本的降低,光纤开始被商业化应用。

3. 光网络阶段:20世纪90年代初期,随着互联网的普及和需求不断增加,光网络逐渐成为主流。

4. 全光网络阶段:21世纪初期,全光网络开始普及,并逐渐取代了传统的电信网络。

二、光模块的概念及分类光模块是指将激光器、探测器、调制器等元件封装在一起形成的集成组件。

它是光通信系统中的重要组成部分,可以实现光信号的发送和接收。

根据不同的封装方式和功能,光模块可以分为以下几类:1. 激光器模块:将激光器封装在一起,用于发送光信号。

2. 探测器模块:将探测器封装在一起,用于接收光信号。

3. 光电转换模块:将激光器和探测器封装在一起,用于实现光电转换。

4. 调制器模块:将调制器封装在一起,用于调制发送的光信号。

三、常见的光模块及其应用1. SFP(Small Form-factor Pluggable)模块:是一种小型化、高速率、可插拔式的光纤收发器。

它广泛应用于数据中心、企业网络、存储网络等领域。

2. QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable)模块:是一种四通道高速率、可插拔式的光纤收发器。

它主要应用于数据中心和高性能计算等领域。

3. CFP(C Form-factor Pluggable)模块:是一种大型化、高速率、可插拔式的光纤收发器。

它主要应用于光网络、数据中心等领域。

4. XFP(10 Gigabit Small Form-factor Pluggable)模块:是一种小型化、高速率、可插拔式的光纤收发器。

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

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

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
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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 ,

全光网的发展前景及关键技术

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“

光通信发展趋势

光通信发展趋势

光通信发展趋势
光通信是一种利用光学的原理进行信息传输的技术,其具有高速、大带宽、低延迟等优点,逐渐成为了现代通信领域的重要技术之一。

光通信的发展趋势如下:
1. 高速和大容量:光通信系统的传输速率一直在不断提高,传统的光纤通信系统已经实现了100Gbps的传输速率,而新一代的光通信系统如400Gbps和1Tbps的传输速率也已经开始商用化。

同时,光通信系统也在不断扩展其容量,以满足越来越大的数据传输需求。

2. 极短的延迟:光信号的传输速度非常快,因此光通信系统具有非常低的延迟。

在需要实时传输的应用领域,如金融交易、云计算等,光通信系统将扮演越来越重要的角色。

3. 非线性光学和调制技术:非线性光学和调制技术能够提高光通信系统的性能。

利用非线性光学效应,可以实现更高的传输速率和更长的传输距离。

而调制技术则可以使光信号能够在更复杂的信道中传输,提高光通信系统的适应性和稳定性。

4. 光纤网络:随着互联网的快速发展,全球范围内的光纤网络正在不断扩展。

光纤网络具有高速、大容量的特点,已经成为互联网的主要传输方式之一。

未来,光纤网络将进一步延伸到更偏远的地区,以实现全球范围内的高速互联。

5. 光通信与无线通信的融合:光通信和无线通信之间的融合将成为未来的发展方向。

光纤作为传输介质,可以为无线通信提
供更大的带宽和更快的传输速率,以满足日益增长的无线数据需求。

同时,光通信系统也可以与5G和其他无线通信技术结合,提供更强大的通信能力。

总而言之,光通信作为一种高速、大容量的通信技术,其发展趋势将继续朝着更高速、更大容量、更低延迟、更稳定和更灵活的方向发展。

全光网络介绍-论文型

全光网络介绍-论文型

全光⽹络介绍-论⽂型1全光⽹络技术及发展⼀、前⾔21世纪的到来,⼈类社会进⼊了信息化⾼速发展的时代,随着Internet的迅速发展,信息⽹络的应⽤渗透到社会的各个领域。

信息通讯量的急剧增加和全业务服务的需要,使得现有的基础⽹络难以适应。

现有通信⽹络中,各个节点要完成光/电、电/光的转换,⽽其中的电⼦器件在适应⾼速、⼤容量的需求上,存在着带宽限制、时钟偏移、严重串话、⾼功耗等缺点,因此产⽣了通信⽹中的“信息瓶颈”现象。

⽽光纤通信技术凭借其巨⼤潜在带宽容量的特点,成为⽀撑通信业务中最重要的技术之⼀。

为了充分发挥光纤通信的极宽频带、抗电磁⼲扰、保密性强、传输损耗低等优点,⼈们提出了全光⽹的概念。

⼆、全光⽹的概念全光⽹的含义是指⽹络中端到端⽤户节点之间的信号通道保持着光的形式,信号传输与交换全部采⽤光波技术,即数据从源节点到⽬的节点的传输过程都在光域内进⾏,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。

由于⽹络中不⽤光电转换器,允许存在各种不同的协议和编码形式,信息传输具有透明性。

为区别于现有光通信⽹络,上述性能的光通信⽹络我们称为全光⽹。

三、全光⽹的主要技术全光⽹的主要技术有光纤技术、SDH、光交换技术、OXC、光复⽤/去复⽤技术、⽆源光⽹技术、光纤放⼤器技术等。

3.1光纤技术光纤作为传输光信息的载体,光纤技术的发展直接决定着光⽹络技术的发展。

当光纤的直径减⼩到⼀个光波波长时,光在其中⽆反射地沿直线传播,这种光纤称为单模光纤。

单模光纤传输具有内部损耗低、带宽⼤、易于升级扩容和成本低的优点。

下⾯介绍⼀下单模光纤传输的特性及对传输速率的影响:1、频带宽,通信容量⼤。

⽬前可⽤的850nm波长区、1310nm波长区和1550nm波长区所对应的固定带宽就有约60THz。

巨⼤的频带带宽是光纤最突出的优点,这对传输各种宽频带信息意义⼗分重要。

2、损耗低,中继距离长。

单模光纤的衰减特性有随波长递增⽽减⼩的总趋势,除了靠近1385nm附近由OH根造成的损耗峰外,在1310nm-1600nm间都趋于平坦。

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全光网络的发展历程与发展趋势彭承柱彭明宇摘要: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。

此类光纤系统可利用的光谱是1280-1615nm,是常规可用波长范围的数倍,复用波长数大大增加,从而经济有效地解决网络扩容问题,故WDM系统和技术的发展为全光网络打下了物质基础。

2 WDM技术的发展与演变在电信运营商寻找新的创收方法的同时,他们还在力图削减成本。

直到几年前,削减成本的努力目标是在传输方面。

例如血癌用DWDN系统就能经济有效地扩充网络容量,极大地削减了每话路的成本。

此外,在长途中心局(CO)之间避免电信号再生是另一个削减成本的主要途径。

通常每隔500km左右,光信号必须被变换到电信号,再消除失真后再变换成光信号。

由于此再生过程需要再光链路两端配置相同的设备,故比无再生中继的光链路端对系统的成本增加约1倍。

采用喇曼(Raman)放大的超常距离(ULH)无电中继的DWDM系统,每波长或每个光路光信号的传输距离由约500km延伸到1500-2000km。

例如由芝加哥到旧金山一个OC-192(STM-64)光路原来需要2个电再生中继器,经过2次光一电一光变换,现在即可不再需要了。

据Cable&Wire less公司的网络战略规划高级主管Dave Garbin估计,ULH DWDM系统可能会将传送一个新波长的成本减少到有电中继系统成本的1/3,甚至1/4。

尽管光一电一光中继方式对光纤的损耗和色散搜有补偿作用,但毕竟装置复杂、提及打且损能多,使多波长复用系统变得很复杂而昂贵,故在光纤损耗限制的系统中,采用光放大器直接放大光信号,不仅可以节省成本,同时也为实现全光通信打下基础。

也就是为什么一度出现低色散与低色散斜率型光纤,例如G.655光纤、真波光纤等新一轮建设高潮的原因。

目前已实现的光放大器,除去应用最多的掺铒光纤放大器(EDFA)外,就是非线性光纤放大器和半导体激光放大器。

前者利用光纤中的非线形效应,利用受激喇曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS),实现受激喇曼散射光纤放大器和受激布里渊散射光纤放大器。

喇曼光放大器能在1292nm到1660nm很宽的光谱上放大光信号,因此,它适合于任何类型的光纤,可在选定的低色散光谱区工作,例如G.652光纤的1310nm波长区对光信号直接放大,同时其成本又较低。

它可采用同向或反向光泵,增益带有6THz。

除集中式喇曼光放大器外。

分布式喇曼光纤放大器能在速率到达40Gbps的高速光网络中工作,增加光放大器之间的距离,实际上喇曼光放大器仅是掺铒光纤放大器的一种补充,目前还不能完全取代它。

后者利用半导体的光电效应放大光信号(SOA),例如JDS Uniphase 和其他一些公司生产的半导体光放大器。

目前它的输出功率不够且噪声还比较高,不适应长距离超高速DWDM系统的应用;但可用于短距离的WDM系统和城域光网中,尤其重要的是它能将接受的光信号波长改变,输出新的波长,并在次过程中放大光信号,起动态波长变换作用,必将会在全光网络的动态配置波长、选路由等方面大显身手。

它虽未商用,但有望取得新的进展。

当然,还可以配合利用光弧子效应不常光纤色散引起的脉冲展宽,延长光信号传输距离,增大光纤的传输跨度。

根据Worldcom公司网络结构与先进技术副总裁Jack Wimmer 估计,如果采用ULH技术,80-85%的长途光链路不需要光一电一光中继。

这将减少高成本的光电变换器与分波滤光器。

据路由器厂商介绍,光器件端口的成本占到路由器成本的60-70%,而端口的成本主要是光电变换器成本。

一个OC-192光接口大约需要10万美元,一个OC-48(STM-16)光接口约4万美元。

基于同样的原因,近期在城域网(不用光放大器)中利用全波光纤开发应用的CWDM系统势头很猛。

因通过使用便宜、低功率的普通激光器(无制冷直接调制),低成本宽波长间隔的分拨滤光器以及较低等级的光纤,可降低OC-192光链路的成本达40%。

事实上,全光交换也是这一思想的反映:因为消除了高成本的光一电一光交换就可以大大减少变换成本。

不仅在网络中心采用全光交换机,而且希望在信号到达网络边缘之前都无需将光信号变换到电信号。

由于WDM系统成本的进一步下降,更加增强的竞争力与无以匹敌的容量或带宽优势,将鼓励其向地区网乃至用户接入网发展,从而在整个通信网络中自然地形成一光层或"光子层"。

这就说明随着WDM光网络应用规范的迅速扩展,WDM光传送网(OTN)将从容量带宽的增长发展的功能完善;将从追求线路系统的传输距离到保护恢复自愈;从过去完全面向SDH平台到现在面向多业务平台;即转变单纯大容量宽带传送为端到端的多业务的连接,进一步将WDM技术和光交换结合形成一个大吞吐量的光网络平台,以有效地支持各种业务,尤其是IP 分组数据业务。

WDM技术的这种发展与演变将左右OTN技术的发展。

道理很简单,一个波长10Gpbs速率的光路相当于12万条话路容量,而一个80*10GbpsWDM系统的容量接近1000万条电路,如此巨大容量的系统是不允许片刻中断的。

为此,可像SDH自愈环那样,在WDM系统中采用OADM构成两纤单向光路共享保护环网,以及四纤线路共享保护环网。

一旦某一方向某一段的光纤发生故障就能在50ms 内自动迂回沟通,实现光路的自动保护,提高光网络的可靠性、可用性与生存性。

作为光网络通信枢纽节点的主要设备OXC,位于多个光环网的交汇节点,随着调整疏通光波长数和光路走向,实现各向光路的交叉连接。

从而,可通过OADM 和OXC处理传送光层上的全光数字流,而将较低容量的电数字流的传送处理留给电层的ADM和DXC,以提高网络配置的灵活性,适应业务的迅速变化与需要,并降低网络运营维护管理的费用。

3 全光网络的技术与结构在传统的光一电一光骨干网络节点中,尤其是枢纽节点,典型的情况是约有75-80%的业务量是直通的,为了少量的业务不得不全部进行光电变换处理,将落地的光信号转变为电信号,进行交换与选路,然后再将其变换为光信号,送到适当的光路中。

这种电的处理技术大大限制了WDM技术的优越性,使网络节点乃至网络的吞吐量变小,形成"电子瓶颈"。

考虑这种现实,以及前节所述理由,人们想到全光网络。

全光网络在原理上讲就是网中端到端用户节点之间全是光路,始终保持光信号传送,没有任何光电变换器,也就是网络对光信号"透明"。

就透明性来说只要有光电变换就是半透明的;我们当然希望做到全透明,以便全面充分地利用光纤的能力,使网络带宽几乎无限,对传送的信号无任何限制,对信号的处理极少,因而网络最经济可靠。

但是,目前实现全透明光网络还有难处,例如直接组网与运营还有不少全光组网技术及相应标准需要研究开发;光交换机还未成熟和商用。

所以,考虑现实,为避免技术和运营的困难,ITU-T决定按光传送网(OTN)的概念研究光网络技术并制订相应的标准化建议。

OTN是据网络功能与主要特征定名,它不限定网络的透明性,虽然最终目的是透明的全光网络,但可从半透明开始,即在网中允许有光电变换。

这就解决了全光网络透明部分应多少的争议。

全光网络的基本技术有全光交换,全光交叉连接、全光中继、全光复用与解复用等。

(1)全光交换目前在研究开发热光、液晶光和声光交换机。

热光交换机采用可调节热量的聚合物波导,其交换机制是由分布在聚合物中的薄膜加热元素控制。

当电流通过加热器时改变波导分支内的热量分布,从而改变了折射率,将光从主波导耦合至分支波导中。

它的优点是体积小、交换速度快;缺点是介入损耗高、串光大,且要求有良好的散热器。

液晶光交换机包含液晶片、极化光束分离器或光束调相器。

液晶片的作用是旋转入射光的极化角,而角度受电极上的电压控制。

极化光束分离器或光束调相器起引导光信号到目的端口的作用。

用此技术可构造多光路矩阵交换机,但接入损耗大,串光严重,驱动电路也较昂贵。

声光交换机以声光技术为基础,可实现微秒级的交换速度,但不适合矩阵交换机,因需要复杂的控制系统并需要通过改变波长来控制交换机。

此外,介入损耗随波长变化较大,驱动电路昂贵。

由于在网络的边界,例如骨干网与城域网,它们所传输的波长是不一样的,光路的交换必须改变波长,而不仅是改变光的传输方向或光纤,所以,开发技术成熟、商用的全光交换机好有很长的一段路程。

(2)光交叉连接OXCOXC设备是光网络的关键设备,用于光层上的保护、回复和分布式网管,实现光网络中光波之间的交换。

1998年年底贝尔实验室宣布一项专利成果微电子机械系统(MEMS)。

MEMS技术可以在极小的精片上排列大规模的机械阵列,其相应速度和可靠性很高。

利用MEMS实现的OXC实际是一个二维的镜片阵,当需要将入射的光波进行改变时,可通过改变镜片的角度,将光波反射到相应得光纤中,如图1所示,用这种结构得OXC可以组成大型光交叉矩阵,具有极好的光学特性。

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