《计算机网络》PPT电子课件教案-第九章 光互联网参考.ppt

第九章 光互联网 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。在网络结点之间采用光交叉连接设备（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。 9.1.2 全光网络的特点 （2）可扩展性好 （3）透明传输 （4）灵活重组 （5）快速恢复 9.1.3 全光网络的体系结构 ●全光网的中间一级（1级）可看作许多城域网（MAN），它们各自设置波长路由器连接若干个0级网 ●最高一级（2级）可以看作全国或国际的骨干网，它们利用波长转换器或交换机连接所有的1级网 多个光信号的交叉连接。光网络层通过光链路与宽带网络用户接口和局域网（LAN）相连。 ●电网络层中的ADM为电子分插复用器，它能够把高速STM-N光信号直接分拆成各种PDH支路信号和作为STM－1信号的复用器，它的速率可选STM-1、STM-4、或STM-16。 9.1.4 全光网络的关键技术 （2）连接和带宽管理 （3）波长指配 （4）保护和恢复功能 （5）波长汇聚/合并功能 光交换属于全光网络中关键结点技术，主要完成光结点任意光纤端口之间的光信号交换及选路，它所完成的最关键工作就是波长变换。从功能上划分，光交换、OXC（光交叉连接器）、OADM（光分插复用器）是顺序包容的。即OADM是OXC的特例。 EDFA工作在1.55μm窗口，该窗口光纤损耗系数比1.31μm窗口低（仅0.2dB／km）。掺饵光纤放大器使长距离、大容量、高速率的光纤通信成为可能，是DWDM系统及未来高速系统、全光网络不可缺少的重要器件。 其中：　Ｅ为光子的能量， v为光的频率，h为普朗克常数。 掺铒光纤中的Er3+离子所处的能量状态是不能连续取值的，它只能处在一系列分立的能量状态上，这些能量状态称为能级。当在掺铒光纤中传输的光子能量与Er3+离子的某两个能级之间的能量差相等时，Er3+离子就会与光子发生相互作用，产生受激辐射和受激吸收效应。 ●EDFA是目前光放大技术的主流，它能简化系统、降低传输成本、增加中继距离、提高光信号传输的透明性，是实现全光网的关键器件。 ●EDFA技术成熟，但带宽有限 ●EDFA本身还存在着因增益不平坦和交叉饱和带来的级联受限问题 9.1.5 全光网络的管理和控制 前者侧重于网络的传输特性，后者更侧重于网络的应用特性，因而更具有实际意义。 光网络的主要网络单元为OADM和OXC，它们的结构与性能直接影响网络的性能，需要对OADM和OXC结点结构和功能进行优化设计。 数字包封（DW，Digital wrapper）技术是一种带外的特定波长的信令解决方案，它提供有关波长的信息，可以用于性能监视、路由和保护/恢复，同时提供强有力的前向纠错FEC功能，需要加强研究。 ● 光网络是一个对传输透明的网络，因此光网络的网管必须不依赖于传输信息所用的协议，即它需要自己独立的管理信息结构和开 销方案。 ● WDM光网的管理必须考虑与现有的SDH/ATM传输网管理的配合问题。 RWA问题分为动态RWA和静态RWA。动态RWA一般是考虑建立光连接的请求随机到达，静态RWA则是考虑在进行路由和波长分配前已知所有的希望建立的光连接。 ● 利用光器件的非理想隔离或交叉相位调制效应，利用带外干扰源， 干扰攻击业务信道。 ● 通过监听邻近信道的泄漏功率获得有关邻近信号的信息。应研究相应的防护措施。 9.2 光交换路由技术 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。 日本开发了两种空分光交换系统：多媒体交换系统和模块光互连器。 9.2.1 光交换/光路由的作用 光交换／光路由属于全光网络中关键光结点技术，主要完成光结点处任意光纤端口之间的光信号交换及选路。 通常OXC有3种实现方式：光纤交叉连接、波长交叉连接和波长变换交叉连接。 9.2.2 光交换/光路由的技术原理 空分光交换是由开关矩阵实现的，开关矩阵结点可由机械、电或光进行控制，按要求建立物理通道，使输入端任一个信道与输出端任一个信道相连，完成信息的交换。 2 时分光交换 时分光交换系统采用光器件或光电器件作为时隙交换器，通过光读写门对光存储器的受控有序读写操作完成交换动作。 4 ATM光交换 ATM光交换遵循电领域ATM交换的基本原理，采用波分复用、电或光缓冲技术，由信元波长进行选路。依照信元的波长，信元被选路到输出端口的光缓冲存储器中，然后将选路到同一输出端口的信元存储于输入公用的光缓冲存储器内，完成交换的目的。 光存储器有双稳态激光二极管光存储器和光纤延迟线。原理是利用双稳态激光二极管