光网络实用组网技术第2章 光纤通信网络纵览.ppt

　　本章首先介绍全光网络的概念。 全光传输和交换的新型网络是下一代网络模式，如今人们正在从不同的研究、应用方向向这个目标努力，比如从光学层角度发展的光传送网络、将智能控制和管理与光网络相结合的智能光网络、将IP技术和光网络相结合的光分组交换网络和光互联网络。最终的全光网络必然是这些技术有机融合的产物。本章最后将介绍光纤通信技术在接入网领域的应用。 2.1.1 全光网的特性　　通信网传输容量需求的增加促进了光纤通信技术的发展，光纤近30 THz的巨大潜在带宽容量使光纤通信成为支撑通信业务量增长最重要的技术。光的复用技术——波分复用、时分复用、空分复用等越来越受到人们的重视。但在以这些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，其中的电子器件在适应高速、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。为了解决这一问题，人们提出了全光网络（AllOptical Network，AON）的概念。 　　所谓全光网络，就是指业务信号的上传、下载及交换过程均以光波的形式进行，而没有任何的光—电及电—光转换，全部过程都在光域范围内完成。电—光转换与光—电转换仅仅存在于信源端（发送端）和接收端。在全光网络中，由于没有光—电转换的障碍，所以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，且无需面对电子器件处理信息速率难以提高的困难。　　现阶段全光通信网的研究与试验以波分复用技术为核心，即主要对波分复用传输、交换和联网技术进行研究与试验，构成波分复用全光通信试验网。 　　在传输方面，掺铒光纤放大器加波分复用，再加上光纤色散补偿技术是走向全光通信网的合理途径。带光放大的波分复用技术已经成熟，并已投入商用。在交换技术方面，波长路由选择的引入使波分复用全光网在交换节点上具有独特的优势： 可以实现光层上的信息交换，克服了电子交换瓶颈现象，且结构简单灵活，易于网络升级。预计在全光通信网中，波分复用光交换技术将会得到广泛应用。　　在联网技术方面，近几年波分复用传输技术已经进入实用化和商用阶段，许多国家已经开始利用波分复用技术和现有的以及即将敷设的光纤联网进行全光通信网试验，以寻求一个具有透明性、可扩性、可重构性的全光通信网的全面解决方案，为实现未来的宽带通信网奠定坚实的基础。 　　基于波分复用的全光通信网能比传统的电信网提供更为巨大的通信容量，可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性。全光网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） 全光网通过波长选择器来实现路由选择，即以波长来选择路由，对传输码率、数据格式以及调制方式均具有透明性，可以提供多种协议业务，可不受限制地提供端到端业务。　　由于全光网中信号的传输全在光域中进行，信号速率、格式等仅受限于接收端和发射端，因此全光网对信号是透明的。 　　（2） 全光网可以与现有的通信网络兼容。光学层作为新的网络分层加入到了传统网的结构中，对IP、SDH、ATM等业务，均可将其融合进光层，从而满足各种速率、各种媒体带宽综合业务服务的需求。　　（3） 全光网具备可扩展性，可以支持未来的宽带综合业务数字网以及网络的升级。加入新的网络节点时，不影响原有网络结构和设备，降低了网络成本。　　（4） 全光网可根据通信业务量的需求，动态地改变网络结构，充分利用网络资源，具有网络的可重构性。 　　（5） 全光网结构简单，端到端采用透明光通路连接，网络中许多光器件都是无源的，可靠性高、可维护性好。　　由于全光网具有以上优点，因此成为宽带通信网未来发展的目标。这一目标的实现可分两个阶段完成： 　　（1） 全光传送网。在点到点光纤传输系统中，整条线路中间不需要作任何光—电和电—光的转换。这样的长距离传输完全靠光波沿光纤传播，称为发送端与接收端之间点到点全光传输。当整个光纤通信网中任一用户地点设法做到与任一其他用户地点实现全光传输时，就组成了全光传送网。 　　（2） 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/分接、进网/出网等功能都要由电子技术转变成光子技术完成，整个通信网将由光实现包括传输在内的许多重要功能，完成端到端的光传输、交换和处理等，这就形成了全光网发展的第二阶段，这将是更完整的全光网。 2.1.2 全光网的结构　　全光网的基本结构从功能上可以分为光网络层和电网络层。光链路相连的部分称为光网络层。该层引入了WDM技术，可在一个光网络中传送几个波长的光信号。在网络节点之间采用OXC，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。电网络层中的ADM为电子分插复用器，用于把高速STM-N光信号直接分纤成