第12章 光波通信网新技术.pptVIP

第十二章 光波通信网新技 12.1全光网络 12.1全光网络 全光网络(All-Optical Networks，AON)技术是指光信息流在网络中的传输及交换时始终以光的形式存在。 它具备更强的可管理性、灵活性、透明性与传统通信网和现行的光通信系统相比，它具有以下多种优点：  ①全光网络能够提供巨大的带宽。因为全光网对信号的交换都在光域内进行，可最大限度地利用光纤的传输容量。 ②全光网络具有传输透明性。因为采用光路交换，以波长来选择路由，因此对传输码率、数据格式以及调制方式具有透明性，即对信号形式无限制，允许采用不同的速率和协议。  ③ 具有更高的处理速度和更低的误码率；  ④ 具有良好的兼容性，不仅可以与现有的通信网络兼容，而且还可以支持未来的宽带综合业务数字网以及网络的升级； ⑤ 具备良好的扩展性能，网络可同时扩展用户、容量和种类，新节点的加入并不会影响原来网络结构和原有各节点设备； ⑥ 具备可重构性，可以根据通信容量的需求，动态地改变网络结构，可进行恢复、建立、拆除光波长的连接；  ⑦ 由于采用了较多无源光器件，省去了庞大的光/电/光转换的设备及工作，可大幅提升网络整体的交换速度，提高可靠性。 全光网络主要由核心网、城域网和接入网三层组成，三者的基本结构相类似，由DWDM系统、光放大器、OADM(光分插复用器)和OXC(光交叉连接设备)等设备组成。全光网络有星形网、总线网和树形网3种基本类型。  目前，关于全光网络的规范性结构尚未统一，但世界上有一些国家，如美国、德国、法国等已提出了自己的全光网络规划。从已提出的这些方案来看，它们的基本结构大体一致，可以分为光网络层和电网络层。 光网络层（光链路相连的部分）采用了WDM技术，使一个光网络中能传送几个波长的光信号，并在网络各节点之间采用OXC，以实现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为分插复用器，它能够把高速STM-N光信号直接分解成各种PDH支路信号，或作为STM-1信号的复用器，它的速率可选STM-1、STM-4或STM-16。 全光网络中的关键技术 要在全光网中实现信号的透明性、可重构性传输，必须研究全光传输的关键技术。在理想的全光网中，信号的交换、选路、传输和恢复等所有功能都以光的形式进行。 目前的全光网络并非是整个网络的全部光学化，而是指光信息流在传输和交换过程中以光的形式存在，用电路方法实现控制部分。全光网络的相关技术主要包括光交换/光路由（全光交换）、光交叉连接、全光中继和光分插复用等。 光交换/光路由属于全光网络中关键光节点技术，主要完成光节点处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。 由于实质上是对光的波长进行处理，所以更确切地说，光交换/光路由应该称之为波长交换/波长路由。 全光网络的几大优点，如带宽优势、透明传送、降低接口成本等都是通过该技术体现的。 从功能上划分，光交换/光路由、OXC、OADM是顺序包容的，即OADM是OXC的特例，而OXC是光交换/光路由的特例。 光交叉连接（OXC） OXC是全光网中的核心器件，它与光纤组成了一个全光网络。 OXC交换的是全光信号，它在网络节点处，对指定波长进行互连，从而实现波长重用。 当光纤中断或业务失效时，OXC能够自动完成故障隔离、重新选择路由和网络、重新配置等操作，使业务不中断，即它具有高速光信号的路由选择、网络恢复等功能。 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。 目前，OXC技术存在的主要问题有三点。 一是系统的完全透明性无法保证，这主要受制于全光波长转换技术尚未完全成熟。 二是由于受光器件的制约，特别是大规模的光交叉矩阵开关的制约，系统的规模和灵活性不够理想。 三是在网络管理方面，按照ITU－T光传送网的分层结构，光传送网的网元管理系统一般按光通道层（OCH）、光复用段层（OMS）、光传送层（OTS）三层设计，具备ECC通信和4大管理功能，但具体细节还不够详细，很多内容有待进一步研究和规范。目前，ITU－T正在研究数字包封技术（Digital wrapper），并有可能形成标准，应引起重视。  光分插复用（OADM） OADM具有选择性，可以从传输设备中选择下路信号或上路信号，或仅仅通过某个波长信号，但不影响其他波长信道的传输。 OADM在光域内实现了SDH中的分插复用器在时域内完成的功能，而且具有透明性，可以处理任何格式和速率的信号。 它能提高网络的可靠性