第4章_光纤技术讲述.ppt

ASON支持3种连接类型，以适应当前复杂结构网络条件下端到端连接管理的需要：永久连接、交换连接和软永久连接。 永久连接是在没有控制平台参与的前提下由管理平面支配的连接类型，它沿袭了传统光网络的连接建立形式。管理平面根据连接要求以及网络资源利用情况预先计算和确定连接路径，然后沿着连接路径通过网络管理向网元发送交叉连接命令，进行统一支配，完成PC的创建、调整、释放等操作过程。永久连接如图4.15所示。 图4.15 ASON中的永久连接 交换连接的创立过程由控制平面独立完成，先由端点用户发起呼叫请求，通过控制平面内信令实体间的信令交互建立连接，是一种全新的动态连接类型。管理平面需要对SC的发起者进行身份认证，完成对SC的资源管理。交换连接实现了连接的自动化，满足快速性、动态性要求，并符合流量工程的要求，也体现了ASON的最终实现目标 图4.16 ASON中的交换连接 软永久连接由管理平面和控制平面共同完成，是一种分段的混合连接方式。软永久连接中用户到网络的部分由管理平面直接配置，而网络到网络部分的连接由控制平面完成。其过程为：先由管理平面配置用户到网络的连接，然后向控制平面发送请求（该请求信息中包含管理平面中已配置完成的用户到网络连接的有关信息等），控制平面根据该请求信息建立网络到网络之间的连接，并将连接建立的结果报告给管理平面。SPC可以看成是从永久连接到交换连接的过渡类型的连接方式，如图4.17所示。 图4.17 ASON中的软永久连接 4.4 光纤弧子通信技术4.4.1光孤子通信系 某一相干光脉冲在通过光纤时，脉冲前沿部分作用于光纤，使之激活，而脉冲后沿部分则受到光纤的作用得到增益。这样，波前沿失去的能量和后沿得到的能量相抵，光脉冲就好像在完全透明的介质中传播一样，没有任何损耗，形成一个传播中稳定、不变形的光脉冲。 1973年，光孤子的观点开始引入到光纤传输中。在频移时，由于折射率的非线性变化与群色散效应相平衡，光脉冲会形成一种了新的电基本孤子，在反常色散区稳定传输。由此，逐渐产生磁理论—光孤子理论，从而把通信引向非线性光纤孤子传输系统这一新领域。光孤子就是这种能在光纤中传播的长时间保持形态、幅度和速度不变的光脉冲 二、基本工作原理 光纤通信中，限制传输距离和传输容量的主要原因是损耗和色散。损耗使信号在传输时能量不断减弱；而色散会使光脉冲在传输中逐渐展宽。所谓光脉冲，其实是一系列不同频率的光波振荡组成的电磁波的集合。光纤的色散使得不同频率的光波以不同的速度传播，这样，同时出发的光脉冲，由于频率不同，传输速度就不同，到达终点的时间也就不同，这便形成脉冲展宽，使得信号畸变失真。随着光纤制造技术的发展，光纤的损耗已经降低到接近理论极限值的程度，色散问题就成为实现超长距离和超大容量光纤通信的主要问题。 光纤的色散会使光脉冲展宽，而光纤还有一种非线性的特性，这种特性会使光信号的脉冲产生压缩效应。如果能够将光脉冲变宽和变窄这两种效应互相抵消，光脉冲就会像一个一个孤立的粒子那样形成光孤子，能在光纤传输中保持不变，实现超长距离、超大容量的通信。 光孤子通信是一种全光非线性通信方案，其基本原理是光纤折射率的非线性效应导致对光脉冲的压缩，可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡，在一定条件下，光孤子能够长距离不变形地在光纤中传输。它完全摆脱了光纤色散对传输速率和通信容量的限制，其传输容量比当今最好的通信系统高出一两个数量级，中继距离可达几百千米。它被认为是下一代最有发展前途的传输方式之一 三、光孤子通信系统的基本组成 光孤子通信系统的基本组成结构如图4.18所示 图4.18 光孤子通信系统的基本组成 4.4.2 光孤子通信中的关键技术 一、适合光孤子传输的光纤技术 研究光孤子通信系统的一项重要任务就是评价光孤子沿光纤传输的演化情况。研究特定光纤参数条件下光孤子传输的有效距离，由此确定能量补充的中继距离，这样的研究不但为光孤子通信系统的设计提供数据，而且通常导致新型光纤的产生。 二、光孤子源技术 光孤子源是实现超高速光孤子通信的关键。根据理论分析，只有当输出的光脉冲为严格的双曲正割形，且振幅满足一定条件时，光孤子才能在光纤中稳定地传输，目前，研究和开发的光孤子源种类繁多，有拉曼孤子激光器、参量孤子激光器、掺饵光纤孤子激光器、增益开关半导体孤子激光器等。现在的光孤子通信试验系统大多采用体积小、重复频率高的增益开关DFB半导体激光器作光孤子源。理论和实验均已证明光孤子传输对波形要求并不严格，高斯光脉冲在色散光纤中传输时，由于非线性自相位调制与色散效应共同作用，光脉冲中心部分可逐渐演化为双曲正割形 三、光纤损耗与光孤子能量补偿放大 利用提高输入光脉冲功率产生的非线性压缩效应，补偿光纤色散导致的脉冲展宽，维持光脉冲的幅度和形状不变是光纤孤子通信的基础。然