全光通信閃亮登場

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1、全光通信閃亮登場～教育資源庫　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對信息的需求急劇增加，信息量呈指數(shù)增長，僅Inter用戶需要傳送的信息比特速率每年就增加8倍。通信業(yè)務(wù)需求的迅速增長對通信容量提出越來越高的要求?！　」饫w近30THz的巨大潛在帶寬容量，使光纖通信成為支撐通信業(yè)務(wù)量增長最重要的技術(shù)?，F(xiàn)階段采用時分復(fù)用單波長的光纖傳輸系統(tǒng)容量已達(dá)10Gbit/s，再提高系統(tǒng)速率就會產(chǎn)生技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的問題。人們普遍認(rèn)為波分復(fù)用是充分利用光纖低損耗區(qū)30THz帶寬的一種可行技術(shù)，可以打破單個波長系統(tǒng)帶寬的限制，是提高光

2、纖容量的一種有效途徑?！　〉枪饫w傳輸系統(tǒng)速率的提高也帶來了一個新的問題。在這種高速傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)中，如果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處仍以電信號處理信息的速度進(jìn)行交換，就會受到所謂電子瓶頸（10Gbps）的限制，節(jié)點(diǎn)將變得龐大而復(fù)雜，超高速傳輸所帶來的經(jīng)濟(jì)效益將被昂貴的光/電和電/光轉(zhuǎn)換費(fèi)用所抵消。為了解決這一問題，人們提出了全光網(wǎng)AON（AllOpticalNets，對絕大多數(shù)業(yè)務(wù)無損傷。　　6．提供多種業(yè)務(wù)。全光網(wǎng)提供多種寬帶信息業(yè)務(wù)，包括數(shù)據(jù)、音頻和視頻通信，可以把全光網(wǎng)支持的業(yè)務(wù)及應(yīng)用分為3類：　　傳統(tǒng)數(shù)字信號業(yè)務(wù)

3、，其數(shù)據(jù)速率范圍從低速Kbps至高速Gpbs，如異步傳送模式（ATM）、局域網(wǎng)的互連、多路數(shù)字、以太網(wǎng)等。　　模擬信號業(yè)務(wù)，如有線電視（CATV）節(jié)目的多路傳送。　　用戶需要光接口業(yè)務(wù)，高速數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，包括視頻工作站、大規(guī)模數(shù)據(jù)庫和多路高清晰度電視等，這將是全光網(wǎng)業(yè)務(wù)的主流。　　全光網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　　全光通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)分為服務(wù)層（Servicelayer）和傳送層（Transportlayer），網(wǎng)絡(luò)傳送層分為SDH層、ATM層和光傳送層。光傳送層由光分插復(fù)用器（OADM）和光交叉連接（OXC）組

4、成。在光傳送層，通過迂回路由波長（Rerouting插入/分離所確定的波長通道至ATM復(fù)用器，而OXC則連接兩個光環(huán)路到ATM交換機(jī)?！　±貌ǚ謴?fù)用技術(shù)的全光網(wǎng)將采用三級體系結(jié)構(gòu)。0級（最低一級）是眾多單位各自擁有的局域網(wǎng)（LAN），它們各自連接若干用戶的光終端（OT）。每個0級網(wǎng)的內(nèi)部使用一套波長，但各個0級網(wǎng)多數(shù)也可重復(fù)使用同一套波長，1級可看作許多城域網(wǎng)（MAN），它們各自設(shè)置波長路由器連接若干個0級網(wǎng)。2級可以看作全國或國際的骨干網(wǎng)，它們利用波長轉(zhuǎn)換器或交換機(jī)連接所有的1級網(wǎng)。　　關(guān)鍵技術(shù)　

5、　全光網(wǎng)是通信網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)，分兩個階段完成。第一個階段為全光傳送網(wǎng)，即在點(diǎn)對點(diǎn)光纖傳輸系統(tǒng)中，全程不需要任何光/電和電/光的轉(zhuǎn)換。長距離傳輸完全靠光波沿光纖傳播，稱為發(fā)端與收端間點(diǎn)對點(diǎn)全光傳輸。第二個階段為完整的全光網(wǎng)。在完成上述用戶間全程光傳送網(wǎng)后，有不少的信號處理、儲存、交換以及多路復(fù)用/分用、進(jìn)網(wǎng)/出網(wǎng)等功能都要由光子技術(shù)完成。完成端到端的光傳輸、交換和處理等功能，這是全光網(wǎng)發(fā)展的第二階段，即完整的全光網(wǎng)?！　∮纱耍瑢崿F(xiàn)全光網(wǎng)大致有以下幾種關(guān)鍵技術(shù)。為了補(bǔ)償傳輸上的光功率損耗，需要光放大器，但是

6、光放大器方面存在帶寬限制，限制了可用的波長資源。為了實現(xiàn)從傳輸設(shè)備中上下路某個波長信號，需要光分插復(fù)用器。為了直接在光域內(nèi)實現(xiàn)路由選擇、網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)等，需要使用光交叉連接器件。光分插復(fù)用器和光交叉連接器件因為存在大量的光開關(guān)和光濾波器，光信號串?dāng)_嚴(yán)重，在網(wǎng)絡(luò)中會積累。另外還有光濾波器的級聯(lián)會影響總通帶特性；波長轉(zhuǎn)換技術(shù)不成熟；網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和控制方案不成熟等。這些障礙都限制了全光網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。　　目前世界各國正在計劃和開發(fā)中的全光網(wǎng)主要集中在美國、歐洲和日本。實驗網(wǎng)有多種，其中METON（城域光網(wǎng)絡(luò)）是現(xiàn)在

7、全光網(wǎng)研究中的一個典型代表。實驗網(wǎng)采用8個波長、8個節(jié)點(diǎn)的波分復(fù)用環(huán)形網(wǎng)，碼率為2.5Gbit/s和10Gbit/s，系統(tǒng)最大容量為80Gbit/s?！　」饨粨Q技術(shù)　　光交換技術(shù)可以分成光路交換技術(shù)和分組交換技術(shù)。光路交換又可分成三種類型，即空分（SD）、時分（TD）和波分/頻分（WD/FD）光交換，以及由這些交換組合而成的結(jié)合型。其中空分交換按光矩陣開關(guān)所使用的技術(shù)又分成兩類，一是基于波導(dǎo)技術(shù)的波導(dǎo)空分，另一個是使用自由空間光傳播技術(shù)的自由空分光交換。光分組交換中，異步傳送模式是近年來廣泛研究的一種

8、方式。12下一頁友情提醒：，特別！日本開發(fā)了兩種空分光交換系統(tǒng)――多媒體交換系統(tǒng)和模塊光互連器。兩種系統(tǒng)均采用88二氧化硅光開關(guān)。多媒體光交換系統(tǒng)支持G4傳真、10Mpbs局域網(wǎng)和400Mpbs的高清晰度電視。　　光時分交換技術(shù)開發(fā)進(jìn)展很快，交換速率幾乎每年提高一倍。1996年推出了世界上第一臺采用光纖延遲線和44鈮酸鋰光開關(guān)的32Mpbs時分復(fù)用交換系統(tǒng)。光波分交換能充分利用光路的寬帶特性，不需要高速率交換，技術(shù)上較易實現(xiàn)。1997年采用高速M(fèi)I（Mi