摘?要：全光網(wǎng)是指信息從源節(jié)點到目的節(jié)點的傳輸完全在光域上進行，即全部采用光波技術(shù)完成信息的傳輸和交換的寬帶網(wǎng)絡。它克服了原有電路交換節(jié)點的時鐘偏移、漂移、串話、響應速度慢、固有的RC參數(shù)等缺點。目前，光纖通信系統(tǒng)與衛(wèi)星通信和移動通信系統(tǒng)共同構(gòu)成綜合通信網(wǎng)絡，已成為國家信息基礎設施的支柱。

關(guān)鍵詞：全光網(wǎng)技術(shù)思考

中圖分類號：TN929.11 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）10（a）-0055-01

下一代光網(wǎng)絡“全光網(wǎng)”技術(shù)思考

馬志剛

（遼寧省盤錦市遼河油田通信公司?遼寧盤錦?124010）

摘?要：全光網(wǎng)是指信息從源節(jié)點到目的節(jié)點的傳輸完全在光域上進行，即全部采用光波技術(shù)完成信息的傳輸和交換的寬帶網(wǎng)絡。它克服了原有電路交換節(jié)點的時鐘偏移、漂移、串話、響應速度慢、固有的RC參數(shù)等缺點。目前，光纖通信系統(tǒng)與衛(wèi)星通信和移動通信系統(tǒng)共同構(gòu)成綜合通信網(wǎng)絡，已成為國家信息基礎設施的支柱。

關(guān)鍵詞：全光網(wǎng)技術(shù)思考

中圖分類號：TN929.11 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）10（a）-0055-01

隨著光纖通信技術(shù)的迅速發(fā)展，許多學者提出了“全光網(wǎng)絡”的概念。光纖通信系統(tǒng)主要由3部分構(gòu)成：光發(fā)送機、光纖傳輸線及光接收機。光發(fā)送機是將來自電發(fā)送機的電信號轉(zhuǎn)換成光信號，藕合到光纖中進行傳輸，到達光接收機后，由光電探側(cè)器再將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)處理后送到電接收機。在長途通信系統(tǒng)中，光信號在光纖中受到損耗、色散的影響，質(zhì)量變差，因此還需在中途進行中繼，即對信號進行放大、整形，以獲得高質(zhì)量的信號。在光纖通信系統(tǒng)中，限制傳輸距離的因素是光纖的損耗和色散。除此之外，光纖的非線性效應也是影響光纖傳輸屬性的重要原因。在應用光放大器從而在基本上解決了光纖損耗的現(xiàn)象之后，系統(tǒng)中無須在每個中繼站進行信號定時再生，而直接將光信號放大，取代傳統(tǒng)的經(jīng)過光/電/光轉(zhuǎn)換的電中繼器，從而實現(xiàn)自始至終的光傳輸方式，其中加之光復用、光交換和光的信息處理技術(shù)，使之實現(xiàn)任何點到點之間的光信息的共有或交互傳遞過程，即實現(xiàn)全光通信。全光通信是技術(shù)迅猛發(fā)展所催化的產(chǎn)物，通過將骨干長途傳輸系統(tǒng)中再生站內(nèi)光/電轉(zhuǎn)換的數(shù)目減至最少，可以降低網(wǎng)絡成本，這是驅(qū)動傳輸網(wǎng)向“全光”演變的重要因素。

1 全光網(wǎng)的特點

全光網(wǎng)是利用波長組網(wǎng)，在光域上完成信號的選路、交換等，它具有以下特點。

（1）通信容量特別大，適合于高速率的數(shù)字通信；

（2）傳輸損耗低，中繼距離長；

（3）中繼站無需幅度均衡措施，電路簡單；

（4）多根光纖可以組成光纜，而且相鄰光纖之間幾乎沒有串音，通信質(zhì)量有保證；

（5）光沿光纖傳播，沒有大地電回路，沒有接地問題，不受大地電流影響；

（6）不受電磁、靜電及人為干擾，特別適用于電氣鐵路和電力線路的通信應用；

（7）沒有電火花產(chǎn)生，在易燃、易爆場合使用（例如礦井中）安全可靠；

（8）竊聽困難，保密性好；

（9） SiO2原料豐富，取之不竭；

（10）系統(tǒng)尺寸小、重量輕、易于敷設和處理，經(jīng)濟效益高。

由于在光域上對多功能光聯(lián)網(wǎng)能力的迫切需要，國際上許多標準化組織和互操作論壇都致力于對可重構(gòu)光網(wǎng)絡的需求和結(jié)構(gòu)的研究。除ITU-T外，包括ANSI TI X1.5協(xié)會、光互聯(lián)網(wǎng)論壇（OIF）和IEfF在內(nèi)的標準化組織也都積極致力于與之相關(guān)的動態(tài)可重構(gòu)光網(wǎng)絡項目的研究工作。目前，ANSI TIX1.5協(xié)會的工作主要集中在建立光通路och層網(wǎng)絡所需使用的信令協(xié)議和開發(fā)所必須具有的自動控制功能兩個方面。而光互聯(lián)網(wǎng)論壇主要從事發(fā)展和促進不同光互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之間的互操作性，并負責對可重構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)的不同結(jié)構(gòu)框架進行評估。OLF的結(jié)構(gòu)工作組于1999年10月19日在加利弗尼亞舉行的技術(shù)會上，決定將致力于定義在光互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中提供快速維護和有效恢復功能的信令協(xié)議?？傊晒Φ貙崿F(xiàn)光域上的光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，很大程度上依賴于在可重構(gòu)、可編程的多功能波長分插復用（WADM）的光交叉連接（OXC）等光網(wǎng)絡節(jié)點設備上增加與之相稱的控制層技術(shù)。

2 全光網(wǎng)絡核心技術(shù)

2.1 光時分復用

光時分復用（OTDM）是用多個電信道信號調(diào)制具有同一個光頻的不同光通道（光時隙），經(jīng)復用后在同一根光纖中傳輸?shù)募夹g(shù)。光時分復用是一種構(gòu)成高比特率傳輸很有效的方法，它在系統(tǒng)發(fā)送端對幾個低比特率數(shù)據(jù)進行光復用，在接收端用光學方法把它解復用出來。

2.2光交換技術(shù)

光交換技術(shù)是實現(xiàn)全光通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。與電子交換相比，光交換無須在光傳輸線路和交換機之間設置光/電或電/光變換，不存在“電子瓶頸”問題，它能充分發(fā)揮光信號的高速、寬帶和無電磁感應等優(yōu)點。綜合迄今為止的研究成果，已有的光交換方式大致可分為5種：光空分交換、光時分交換、光波分交換、復合型光交換和自由空間光交換。因自由空間光交換具有在1mm范圍內(nèi)高達10μm量級的分辨率等顯著特點而被認為是一種很有前途的新型光交換方式。但由于不少關(guān)鍵技術(shù)還沒有完全突破，例如光邏輯控制（通過光信號自身的處理去控制光信號的交換）等技術(shù)還沒有得到很好的解決，所以光交換技術(shù)的真正實用化還尚需時日。

2.3光交叉連接

光交叉連接（OXC）是全光網(wǎng)中的核心器件，它與光纖組成了一個全光網(wǎng)絡。OXC交換的是全光信號，它在網(wǎng)絡節(jié)點處，對指定波長進行互連，從而實現(xiàn)波長重用。當光纖中斷或業(yè)務失效時，OXC能夠自動完成故障滿離、重斷選擇路由和網(wǎng)絡、重新配里等操作，使業(yè)務不中斷.即它具有高速光信號的路由選擇、網(wǎng)絡恢復等功能。

通常OXC有3種實現(xiàn)方式：光纖交叉連接、波長交又連接和波長變換交叉連接。其中，光纖交叉連接以一根光纖上所有波長的總?cè)萘繛榛A進行交又連接，容量大但不靈活。波長交叉連接可將任何光纖上的任何波長交叉連接到使用相同波長的任何光纖上，現(xiàn)在也有人將這種波長交叉連接稱為無源光路由器它的波長可以通過空間分割實現(xiàn)重用。波長變換交叉連接可將任何光纖上的任何波長交叉連接到使用不同波長的任何光纖上，具有最高的靈活性。它和波長交叉連接的區(qū)別是可以進行波長轉(zhuǎn)換。

3 全光網(wǎng)絡發(fā)展目標

全光網(wǎng)絡發(fā)展目標將分兩個階段完成。第一階段為全光傳送網(wǎng)，即在點對點光纖傳輸系統(tǒng)中，全程不需要任何光/電轉(zhuǎn)換。在這一階段中，全光中繼、光的上下復用技術(shù)和波分技術(shù)是其關(guān)鍵技術(shù)。第二階段目地是要建成完整的全光網(wǎng)。建成用戶全程光傳送網(wǎng)只是第一步，在后續(xù)的工作中有很多的信號處理、數(shù)據(jù)儲存、信息交換以及多路復用及復用、業(yè)務分布循環(huán)等功能都需要光子科技來處理，完成端口到端口的光傳送、交換和處理等功能。在這一階段中，涉及全光交換、光交叉連接、光插分復用、波長轉(zhuǎn)換以及信道爭奪解決和同步等關(guān)鍵技術(shù)。

4 結(jié)語

全光網(wǎng)的巨大優(yōu)勢，加之互聯(lián)網(wǎng)泡沫的刺激、超大容量WDM技術(shù)紀錄不斷刷新，應運而生的“全光網(wǎng)”概念迎合了人們的這種需要。它寄托了人們簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、增加通信容量、延長通信距離的美好愿望和理想。

參考文獻

[1]陳雪.光網(wǎng)絡專輯無源光網(wǎng)絡技術(shù)[M]. 北京郵電大學出版社，2006.

[2]顧畹義.光纖通信系統(tǒng)修訂版[M].北京郵電大學出版社，2006.

[3]（美）格倫·克雷默著.基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡[M].北京郵電大學出版社，2007.