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1、全光网络技术及其发展前景摘要随着光光纤通信的的飞速发展展，光纤通通信有向全全光网发展展的趋势。文文中介绍了了全光网的的概念、优优点及一些些关键技术术，展望了了未来光通通信的发展展前景。在以光光的复用技技术为基础础的现有通通信网中，网网络的各个个节点要完完成光电电光的转转换，仍以以电信号处处理信息的的速度进行行交换，而而其中的电电子件在适适应高速、大大容量的需需求上，存存在着诸如如带宽限制制、时钟偏偏移、严重重串话、高高功耗等缺缺点，由此此产生了通通信网中的的“电子瓶瓶颈”现象象。为了解解决这个问问题，人们们提出了全全光网（AAON）的的概念，全全光网以其其良好的透透明性、波波长路由特特性、兼容
2、容性和可扩扩展性，已已成为下一一代高速宽宽带网络的的首选。1、全全光网的概概念所谓全全光网，是是指从源节节点到终端端用户节点点之间的数数据传输与与交换的整整个过程均均在光域内内进行，即即端到端的的完全的光光路，中间间没有电信信号的介入入。全光网网的结构示示意如图11所示。图1 全光网的的结构示意意图 2、全全光网的优优点基于波波分复用的的全光通信信网可使通通信网具备备更强的可可管理性、灵灵活性、透透明性。它它具备如下下以往通信信网和现行行光通信系系统所不具具备的优点点：（1）省省掉了大量量电子器件件。全光网网中光信号号的流动不不再有光电电转换的障障碍，克服服了途中由由于电子器器件处理信信号速率
3、难难以提高的的困难，省省掉了大量量电子器件件，大大提提高了传输输速率。（2）提提供多种协协议的业务务。全光网网采用波分分复用技术术，以波长长选择路由由，可方便便地提供多多种协议的的业务。（3）组组网灵活性性高。全光光网组网极极具灵活性性，在任何何节点可以以抽出或加加入某个波波长。（4）可可靠性高。由由于沿途没没有变换和和存储，全全光网中许许多光器件件都是无源源的，因而而可靠性高高。3、全全光网中的的关键技术术3.11光交换技技术光交换换技术可以以分成光路路交换技术术和分组交交换技术。光光路交换又又可分成33种类型，即即空分（SSD）、时时分（TDD）和波分分频分（WWDFDD）光交换换，以及由
4、由这些交换换形式组合合而成的结结合型。其其中空分交交换按光矩矩阵开关所所使用的技技术又分成成两类，一一是基于波波导技术的的波导空分分，另一个个是使用自自由空间光光传播技术术的自由空空分光交换换。光分组组交换中，异异步传送模模式是近年年来广泛研研究的一种种方式。3.22光交叉连连接（OXXC）技术术OXCC是用于光光纤网络节节点的设备备，通过对对光信号进进行交叉连连接，能够够灵活有效效地管理光光纤传输网网络，是实实现可靠的的网络保护护恢复以以及自动配配线和监控控的重要手手段。OXXC主要由由光交叉连连接矩阵、输输入接口、输输出接口、管管理控制单单元等模块块组成。为为增加OXXC的可靠靠性，每个个
5、模块都具具有主用和和备用的冗冗余结构，OOXC自动动进行主备备倒换。输输入输出接接口直接与与光纤链路路相连，分分别对输入入输出信号号进行适配配、放大。管管理控制单单元通过编编程对光交交叉连接矩矩阵、输入入输出接口口模块进行行监测和控控制、光交交叉连接矩矩阵是OXXC的核心心，它要求求无阻塞、低低延迟、宽宽带和高可可靠，并且且要具有单单向、双向向和广播形形式的功能能。OXCC也有空分分、时分和和波分3种种类型。3.33光分插复复用在波分分复用（WWDM）光光网络领域域，人们的的兴趣越来来越集中到到光分插复复用器上。这这些设备在在光波长领领域内具有有传统SDDH分插复复用器（SSDHADDM）在时
6、时域内的功功能。特别别是OADDM可以从从一个WDDM光束中中分出一个个信道（分分出功能），并并且一般是是以相同波波长往光载载波上插入入新的信息息（插入功功能）。对对于OADDM，在分分出口和插插入口之间间以及输入入口和输出出口之间必必须有很高高的隔离度度，以最大大限度地减减少同波长长干涉效应应，否则将将严重影响响传输性能能。已经提提出了实现现OADMM的几种技技术：WDDMDE-MUX和和MUX的的组合；光光循环器或或在Macch-Zeehndeer结构中中的光纤光光栅；用集集成光学技技术实现的的串联Maach-ZZehndder结构构中的干涉涉滤波器。前前两种方式式使隔离度度达到最高高，但
7、需要要昂贵的设设备如WDDMMUXXDE MUX或或光循环器器。Macch-Zeehndeer结构（用用光纤光栅栅或光集成成技术）还还在开发之之中，并需需要进一步步改进以达达到所要求求的隔离度度。上面几几种OADDM都被设设计成以固固定的波长长工作。3.44光放大技技术光纤放放大器是建建立全光通通信网的核核心技术之之一，也是是密集波分分复用（DDWDM）系系统发展的的关键要素素。DWDDM系统的的传统基础础是掺饵光光纤放大器器（EDFFA）。光光纤在15550nmm窗口有一一较宽的低低损耗带宽宽，可以容容纳DWDDM的光信信号同时在在一根光纤纤上传输。采采用这种放放大器的多多路传输系系统可以扩
8、扩展，经济济合理。EEDFA出出现以后，迅迅速取代了了电的信号号再生放大大器，大大大简化了整整个光传输输网。但随随着系统带带宽需求的的不断上升升，EDFFA也开始始显示出它它的局限性性。由于可可用的带宽宽只有300nm，同同时又希望望传输尽可可能多的信信道，故每每个信道间间的距离非非常小，一一般只有OO.811.6nmm，这很容容易造成相相邻信道间间的串话。因此，实实际上EDDFA的带带宽限制了了DWDMM系统的容容量。最近近研究表明明，15990nm宽宽波段光纤纤放大器能能够把DWWDM系统统的工作窗窗口扩展到到16000nm以上上。贝尔实实验室和NNH的研究究人员已研研制成功实实验性的DD
9、BFA。这这是一种基基于二氧化化硅和饵的的双波段光光纤放大器器。它由两两个单独的的子带放大大器组成：传统15550nmmEDFAA（15330nm15600nm）；15900nm的扩扩展波段光光纤放大器器EBFAA。EBFFA和EDDFA的结结合使用，可可使DWDDM系统的的带宽增加加一倍以上上（75nnm），为为信道提供供更大的空空间，从而而减少甚至至消除了串串话。因此此，15990nmEEBFA对对满足不断断增长的高高容量光纤纤系统的需需求迈出了了重要的一一步。4、全全光网面临临的挑战及及发展前景景4.11面临的挑挑战（1）网网络管理。除除了基本的的功能外，核核心光网络络的网络管管理应包括
10、括光层波长长路由管理理、端到端端性能监控控、保护与与恢复、疏疏导和资源源分配策略略管理。（2）互互连和互操操作。ITTU和光互互连网论坛坛（OIFF）正致力力于互操作作和互连的的研究，已已取得了一一些进展。IITU的研研究集中在在开发光层层内实现互互操作的标标准。OIIF则更多多的关注光光层和网络络其他层之之间的互操操作，集中中进行客户户层和光层层之间接口口定义的开开发。（3）光光性能监视视和测试。目目前光层的的性能监视视和性能管管理大部分分还没有标标准定义，但但正在开发发之中。4.22发展前景景全光网网是通信网网发展的目目标，分两两个阶段完完成。第一一个阶段为为全光传送送网，即在在点对点光光纤传输系系统中，全全程不需要要任何光电电转换。长长距离传输输完全靠光光波沿光纤纤传播，称称为发端与与收端间点点对点全光光传输。第第二个阶段段为完整的的全光网。在在完成上述述用户间全全程光传送送网后，有有不少的信信号处理、储储存、交换换以及多路路复用分分用、进网网出网等等功能都要要由光子技技术完成。完完成端到瑞瑞的光传输输、交换和和处理等功功能，这是是全光网发发展的第二二阶段，即即完整的全全光网