光网络-全光网
全光网概述
全光网的优点
• ④扩展性强。 在全光网中， 新节点的加入 并不会对现有的网络结构和节点设备产生 影响。 • ⑤可重构。 在全光网中可以按照通信容量 的要求，实现网络结构的改变，也可以恢 复、建立甚至拆除光波长。 • ⑥可靠性高。 在全光网网络中使用了很多 无源光器件，从而有效提升了整个网络的 交换速度。
第七章 全光网概述
******班 ******** ***
目录
光纤通信网特点 全光网概念 全光网结构 全光网关键设备与技术 全光网器件 全光网支持的业务类型 全光网的优点 全光网常见问题及对策 全光网的发展 缩略词 参考文献
光纤通信网特点
1. 2. 3. 4. 传输速率高，通信容量大。 传输损耗小，中继距离长。 抗电磁干扰能力强。 信号无泄漏，保密性好
全光网的优点
• 跟传统的通信系统相比，全光网具有以下优点： • ①能够提供巨大的宽带。 全光网是在光域内 实现对信号的交换，从而最大程度实现对传输 量的利用， 实现了超长距离和超大容量的通 讯。 • ②传输透明性。 因为全光网主要采用的是光 路交换技术，是根据波长进行选择和利用，不 存在传输码率和调制方式方面的限制。 • ③兼容性好。全光网不仅可以有效实现和通信 网络的兼容，还有助于促进未来网络的升级。
图5 OXC系统模型
全光网关键设备与技术
5. 全光网的监控与管理 • 由于全光网传送的信号在途中没有光-电-光的转换 过程，工作状态的监控有了新的特点，需要开发新 的控制与管理技术。这些技术包括光通道实现技术、 光通道调节技术、光传输网络层结构与网络节点接 口技术等。目前对于全光网监控的实现，国内外的 专家已经提出多种方式：利用光纤反馈环路进行间 接监控；将监控信号调制到传送通信信息的主信道 光载波上，在监控端将其解调出来；利用主信道之 外的光波传输监控信号等等。其中最后一种方式传 输监控信号对主信道的干扰最小，而且易于实现， 可靠性高。
全光网络技术及其应用
全光网络技术及其应用随着互联网的普及和信息技术的发展，现代社会对于网络的需求越来越高。
而在网络系统中，传输技术起到了至关重要的作用。
近年来，随着全光网络技术的不断发展，许多传输问题迎刃而解，同时也有很多应用被广泛研究和开发，本文就对全光网络技术及其应用进行介绍和探讨。
一、全光网络技术全光网络是采用光作为传输媒介的网络系统。
相较于传统的电信网络，全光网络拥有更大的带宽、更高的信道容量和更低的传输损耗。
在全光网络中，信息采用光波通过光纤进行传输，从而避免了电波在传输过程中的损耗和电磁干扰。
在全光网络中，有三种主要的光传输技术：光纤传输、光波导传输和自由空间光传输。
其中，光纤传输是应用最为广泛的一种技术，它是采用光纤作为传输媒介，利用光纤对光信号进行传输和调制。
同时，在光通信中，也有一些基本的传输技术，例如波分复用技术（Wavelength Division Multiplexing，WDM）、时分复用技术（Time Division Multiplexing，TDM）和频分复用技术（Frequency Division Multiplexing，FDM）等。
这些技术的应用，可以在同一根光纤上实现多路复用，从而提高了光通信的带宽和效率。
二、全光网络的应用1. 全光网络通信随着手机、电脑等智能终端的普及，人们对于网络通信的需求越来越高。
而全光网络通信技术，以其高速率、高安全性和高可靠性，成为了未来网络通信的发展趋势。
目前，全光通信已经应用于许多领域，例如公共通信、局域网、数据中心等。
同时，光通信也成为了物联网、云服务等兴起领域的重要技术。
2. 全光网络储存除了网络通信，全光网络技术还被应用于大规模数据存储。
传统的数据存储往往采用硬盘或者闪存作为储存介质，随着数据量的不断增加，这种储存方式越来越难以满足需求。
而全光网络储存，以其高速度、高容量和高密度的特点，成为了储存技术的发展方向。
全光网络储存技术已经取得了一定的进展，在不同领域都得到了应用，例如数据中心、高性能计算等。
《全光网络》课程教案
第二章密集波分复用系统（DWDM）光网络
项目
内容
教
学
目
的
•密集波分复用系统概念；
•密集波分复用系统有源、无源器件；
•密集波分复用系统传输性能；
•密集波分复用系统波长变换技术。
本
章
教
学
重
点
•密集波分复用系统概念；
•密集波分复用系统关键器件；
•密集波分复用系统传输性能；
本
章
教
学
难
点
•密集波分复用系统关键器件——波分复用/解复用器、光滤波器、光插/分复用器、波长变换器、光交叉连接器、光开关和光开关阵列以及光纤光栅、阵列波导光栅等器件作用原理；
西安工业学院
课程教案
课程名：网络技术与应用
专业：光信息科学与技术
第一章全光网络概况
项目
内容
教
学
目
的
•光纤通信系统的各种新技术；
•掌握全光网络的概念；
本
章
教
学
重
点
•全光网络的概念；
•全光网络结构和关键技术。
本
章
教
学
难
点
•全光网络结构和关键技术
•全光网络的关键器件
本章
讲授
技巧
注意
事项
结合图片说明全光网络的结构和概念。
本章
讲授
技巧
注意区分OCDMA和OTDM的不同
备注
第五章全光网络的管理及发展动态
项目
内容
教
学
目
的
了解光传送网（OTN）管理的特点；
了解全光网络的最新发展态势。
本
章
教
学
全光网络组网方案
全光网络组网方案全光网络是指以光纤为主干传输介质，将所有信号均转换成光信号进行传输的网络模式，其优点是带宽大、传输速度快、抗干扰能力强等。
当前，全球大多数互联网数据传输都是通过全光网络实现的。
因此，在网络建设中，采用全光网络组网方案可以极大地提高网络质量和效率，成为了网络技术的发展趋势。
全光网络组网方案主要分为纯光网络和电光混合网络两种形式。
纯光网络采用全光技术实现数据传输，完全摒弃电信号的干扰干扰。
纯光网络的优点是信号的传输速度快，且抗干扰性极强，但同时也存在着设置终端设备困难、部署成本高等缺陷。
另一种则是电光混合网络，采用光纤作为主干，但在终端设备处则采用电信号进行传输。
该方式的优点是实现成本低、极易部署，同时信号传输也会受到少量电信号干扰，但可以不影响整个网络的正常运行。
在全光网络组网方案的实施中，还有一种比较常见的技术就是WDM技术，即波分复用技术。
WDM技术是指利用不同波长的光信号将多路信号合成一路，从而提高传输信号的数据量和传输速度。
采用WDM技术，可以将不同的光信号分解成不同波长，然后在传输过程中，利用波分复用技术将不同信号的波长进行合并，从而提高传输速率。
此外，在全光网络组网方案的实施中，还需要考虑光纤的敷设规划、网络拓扑、设备选择等多种问题。
光纤的敷设规划包括光缆的材质、长度、密度等，这些要素都会影响到信号的传输质量。
此外，网络拓扑是指网络结构的组织方式，即建立网络拓扑图，确定节点之间的联系，从而实现网络节点的联通。
网络拓扑的组织方式可以采用树形、星形、环形等不同结构。
设备选择面临的问题就是需要选择适合的设备来实现期望的网络传输效果，选择适合的设备是能否实现网络构建的核心。
总之，全光网络组网方案是一种高效、稳定、快速的网络实现形式。
其实现方式包括纯光网络和电光混合网络两种，并且采用WDM技术，可以提高传输信号的数据量和传输速度。
在实施全光网络组网方案时，还需要考虑光纤的敷设、网络拓扑和设备选择等多种因素。
分享全光网络的创新及应用
分享全光网络的创新及应用全光网络是一种利用光信号传输数据的新型网络体系结构，它具有高存储和传输容量、低延迟、低消耗和高可靠性等优点，可以应用于各种领域，如通信、物联网、云计算、医疗和科学研究等。
下面，我将重点介绍全光网络的创新及应用。
一、全光网络的创新1. 光信号传输技术利用光信号传输数据是全光网络最重要的创新之一。
其传输速度可达数百Gbps、数Tbps，能够满足大规模数据通信要求，同时减少带宽拥塞和信噪比失真等问题。
2. 波分复用技术波分复用技术是全光网络的另一个重要创新。
通过使用不同波长的光信号传输数据，可以实现高效的频谱利用。
此外，波分复用技术还可以实现多信道复用，提高了全光网络的容量和灵活性。
3. 分组光交换技术分组光交换技术是实现全光网络数据交换的一种新型技术。
它可以实现接近无延迟的数据交换，提高了网络的响应速度和实时性。
与传统的电力交换网络相比，分组光交换技术还具有更低的延迟和更高的可靠性。
4. 全光纤接入技术全光纤接入技术是实现全光网络构建的一种新型技术，它可以实现家庭、企业和机构等不同用户之间的高速数据交换。
相比传统的电力线接入方式，全光纤接入技术具有更高的容量和更高的速度，同时也具有更低的信道噪声。
二、全光网络的应用1. 通信全光网络作为高速数据传输的新型体系结构，可以广泛应用于通信领域。
在数据中心通信中，全光网络可以实现高带宽、低延迟的数据传输，同时实现多虚拟网络之间的高效划分。
在郊区或乡村地区的通信中，全光网络可以实现真正的光纤接入，提高了数据传输速度。
2. 云计算在云计算中，全光网络可以实现高速计算、高效存储和数据交换，提高了计算效率、可扩展性和安全性。
另外，全光网络还可以应用于云计算的数据备份、恢复和管理等领域，提高了数据安全性和可靠性。
3. 物联网在物联网中，全光网络可以实现智能物体之间的高速数据交换和通信。
全光网络可以提高智能终端设备的响应速度和处理能力，使智能物体之间的数据传输实现高效和顺畅。
什么是全光网络技术
什么是全光网络技术什么是全光网络技术?所谓全光网络，是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。
因为在整个传输过程中没有电的处理，所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用，提高了网络资源的利用率。
下面就由小编来给大家说说什么是全光网络技术吧。
什么是全光网络技术（全光网络示意图）1、首先小编要给大家介绍下什么是全光网络先。
1.1、全光网络所谓全光网络，是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。
因为在整个传输过程中没有电的处理，所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用，提高了网络资源的利用率。
1.2、全光网络技术全光网络的相关技术主要包括全光交换、光交叉连接、全光中继和光复用/去复用等。
全光网络技术承诺的美好前景很简单: 数据将以更快的速度传输，因为数据仅以光的形式进行编码。
“仅”是个关键字。
目前，光网络设备从光缆中接收光脉冲，将它转换为电信号进行处理，然后将电信号还原为光进行传输。
即使处理时间为零，这种转换也会增加时延。
光技术鼓吹者说，消除光电转换将使数据传输速率达到万亿位级。
一个经常引用的统计数据说光纤具有25万亿到75万亿位/秒的理论容量，并把这个数据与数据速率通常以百万位计的铜线进行比较，体现其优势。
但是，这种论点没有涉及全光网络的两个基本要求：路由和缓冲。
现在全光网络中没有路由协议这类东西。
目前，光网络设备运行在点到点或环路拓扑结构中。
点到点是指，光脉冲要么由设备A 传送到设备B，要么不传送。
如果电缆出现中断，点到点方式没有后备连接。
像SONET的自动保护交换这样的环路技术提供了略好一些的冗余性：一旦电缆出现中断，环路可以绕过去。
而任何更复杂的拓扑结构都需要路由技术。
一些光网络技术鼓吹者说，路由决策属于光网络的边缘。
的确如此，只要全光网络很小并且简单。
如果交换机制造商真正想增加销售量，他们就需要在他们的设备中提供更多的智能。
全光网基础知识
全光通信网是真正的宽带通信网，是通信网发 展的目标。关于光的优越性，主要是光载波巨 大的传输容量，人们利用光纤作为通信的传输 媒质构成大容量光纤传输系统，这样，最终目 标的实现首先从光纤传送网做起。即分两个阶 段发展：
全光传送网络(用户一用户)
完整的全光网络（端—端的光传输、交换、处 理等)
4.多业务接入功能。 如STM-N系列SDH信号的接入和千兆以太网 信号的接入。
八、光交叉连接技术
光交叉连接设备相当于一个模块，它具有 多个标准的光纤接口，它可以把输入端的 任一光纤信号(或其各波长信号)可控地连 接到输出端的任一光纤(或其各波长)中去 ，并且这一过程是完全在光域中进行的。
OXC的特点及应用 1.OXC的特点 OXC与DXC在网络中的作用相同，但功能和实 现的方法不同。主要的不同点是： （1）OXC是对光信号交叉连接，DXC是对电 信号交叉连接。
光路由器/光交换机具有光路由和光交换功能 在光分插复用器和光交叉连接器中具有少量的 路由和光信道交换功能。 对于大规模网络，如网状型网，用光路由器／ 光交换机作为光节点是一种可选方案，特别是 运作IP数据包的全光网络。
光交叉连接根据不同的工作机理有多种连接方式 1)光波长交叉连接： 实现波长交换，不同波长的光信号，通过波长光 交叉连接选择不同的网络通道，由波长开关进行 交换。 波长光交叉连接由波分复用器／解复用器、波长 选择空间开关和波长变换器(波长开关)组成。 2)光时隙交叉连接:实现光时分交换功能，可以与
（5）0XC易于网络升级，网络升级时一般 无需更换；DXC在网络升级时需要随之更换。 （6）0XC设备型号少，监控维护参数少， 易于标准化；DXC设备型号多，监控维护参 数多，标准化难度较大。
全光网络组网方案
全光网络组网方案全光网络，指的是将传输介质全部采用光纤，实现信息的光传输和光交换。
相比传统的以铜缆为主的网络，全光网络具有传输带宽大、传输距离远、抗干扰性强等优点，被广泛应用于各个领域。
本文将探讨全光网络的组网方案，以满足不同应用场景的需求。
一、全光网络基本组网结构全光网络的基本组网结构包括：光纤传输系统、光分配系统、光放大系统、光交换系统和光监控系统。
其中，光纤传输系统负责将信号进行传输，光分配系统用于分配光纤资源，光放大系统实现信号增强，光交换系统实现不同光信号之间的交换，光监控系统用于监控网络的运行情况。
二、全光网络组网方案1. 汇聚型全光网络汇聚型全光网络主要应用于大规模的数据中心、通信基站等场景。
其组网方案包括光分配、光放大和光交换三个部分。
光分配通过光分配系统将光纤资源分配给各个数据中心、通信基站，实现信号的传输。
光放大通过光放大系统对信号进行增强，以弥补信号的衰减。
光交换通过光交换系统实现数据中心、通信基站之间的光信号交换，实现高效的数据传输。
2. 接入型全光网络接入型全光网络主要应用于企业、学校、住宅小区等场景。
其组网方案主要包括光分配和光放大两个部分。
光分配通过光分配系统将光纤资源分配给不同的企业、学校或住宅小区，实现信号的传输。
光放大通过光放大系统对信号进行增强，以弥补信号的衰减。
接入型全光网络能够满足不同用户对高速宽带的需求，提供稳定可靠的网络连接。
3. 骨干型全光网络骨干型全光网络主要应用于城域网和广域网的组网。
其组网方案包括光分配、光放大和光交换三个部分。
光分配通过光分配系统将光纤资源分配给不同的城域网节点或广域网节点，实现信号的传输。
光放大通过光放大系统对信号进行增强，以弥补信号的衰减。
光交换通过光交换系统实现不同城域网节点或广域网节点之间的光信号交换，实现高速稳定的数据传输。
4. 特殊应用型全光网络除了上述的汇聚型、接入型和骨干型全光网络，全光网络还有一些特殊应用型组网方案。
全光网(POL)网络基础知识及其应用特点(网络人应知道)
全光网(POL)网络基础知识及其应用特点（网络人应知道）伴随着网络带宽不断提升，终端设备不断发展，高清视频会议，云服务，海量数据交换，移动办公等让企业成为更加高效和更加开放的平台，从而促进企业的智能化和信息化办公，并对网络带宽及速率的要求也越来越高，传统的企业和园区局域网在面临这些应用对带宽的巨大挑战时，都存在着网络升级的诉求;那么传统的综合布线系统在经历了接近30年的快速发展已经逐步不能满足时代发展需求了;大型园区、楼宇基础网络建设主要面临以下挑战：1.大量交换机占用机房空间，功耗大，散热难2.汇聚路由器之间连接复杂，而且占用管道空间，走线和维护难度大3.交换机位置分散，管理复杂，需要庞大的维护团队4.传输距离的限制5.网络新增设备操作复杂6.升级和扩容难对于传输距离，网络平滑升级，高可靠性，灵活组网，易部署，简捷运维等方面，传统综合布线系统已经全面落后于全光网网络(POL)，全光网把传统综合布线的传输和光纤到桌面，光纤到用户单元，光纤到公共区域进行整体的融合;另外，加入网络设备把原有的3层网络变成扁平的二层架构，全光网(POL)网络融合园区+边缘云，企业可将数据，语音、视频安防以及无线等不同的系统融合在一张光纤网络中，具有传统综合布线不可比拟的优势。
全光网的组成及传输方式POL采用PON技术;PON(Passive Optical Network)是一种点到多点(P2MP)结构的无源光网络，其组成涵盖三部分：OLT, ODN, ONUPOL: Passive Optical LAN 无源全光局域网在POL组网中传统LAN中的汇聚交换机被OLT替代;水平铜缆被光纤替代;接入交换机由无源的分光器替代;ONU提供二/三层功能，通过有线或者无线接入用户的数据、语音及视频等业务。
PON网络下行采用广播方式：通过分光器将OLT发出的光信号分成多份带有相同信息的光信号，传送到每个ONU;ONU根据报文中所带的标记，选择性接收属于自己的报文，对标记不符的进行丢弃处理。
全光网络组网方案
全光网络组网方案概述：全光网络是一种利用光纤作为传输介质的高速互联网组网方式。
本文将介绍全光网络的基本原理和组网方案，以及其在现代通信领域的应用。
第一部分：全光网络的基本原理全光网络是基于光纤传输技术的网络组网方案，通过将光信号转换为数字信号进行传输，以实现高速、大容量的数据传输。
光传输的优势在于其具有较低的延迟、较高的带宽和较远的传输距离，使其在长距离、大容量的数据传输中具有明显的优势。
第二部分：全光网络的组网方案1. 网络拓扑结构全光网络的拓扑结构可以采用多种方式，常见的包括环形结构、星形结构和网状结构。
具体的选择应根据实际需求和网络规模来确定。
2. 光传输设备全光网络的光传输设备包括光纤、光放大器、光开关等。
其中，光放大器可以增强信号的传输距离和质量，光开关可以实现光路的动态调度和管理，提高网络的灵活性和可靠性。
3. 光传输协议全光网络的光传输协议通常采用光传输层协议（OTN），该协议具有较高的容错性和灵活性，可满足不同应用场景下的需求。
第三部分：全光网络的应用1. 数据中心网络全光网络在数据中心网络中具有广泛的应用，可实现超高速的数据传输和处理，提高数据中心的运行效率和可靠性。
2. 长距离传输由于全光网络具有较远的传输距离和高带宽的优势，因此在长距离传输领域有着广泛的应用。
例如，全光网络被广泛应用于跨国、跨洲的高速互联网传输中，实现全球范围内的高速通信。
3. 移动通信随着移动通信用户的增加和数据流量的增长，对网络带宽和传输速率的需求也越来越高。
全光网络能够满足移动通信网络对高速、大容量传输的需求，为移动通信提供可靠的网络支持。
结论：全光网络作为一种基于光纤传输的高速互联网组网方案，具有高带宽、低延迟和较远传输距离的优势。
其拓扑结构、光传输设备和光传输协议的选择应根据实际需求和网络规模来确定。
全光网络在数据中心网络、长距离传输和移动通信等领域有着广泛的应用前景。
随着技术的发展和应用的推广，全光网络将为现代通信领域的各个方面带来更多的创新和进步。
全光网络组网方案
全光网络组网方案随着互联网的迅速发展和数字化时代的到来，人们对于通信网络的要求也越来越高。
全光网络由于其高带宽、低延迟的特点受到了广泛关注和应用。
本文将对全光网络的组网方案进行详细介绍。
一、概述全光网络，顾名思义，是指在通信网络中使用光纤作为传输介质，实现完全光传输的网络架构。
与传统的混合网络相比，全光网络具有更高的带宽、更低的传输延迟，能够满足目前和未来的通信需求。
二、核心技术1. DWDM技术密集波分复用（DWDM）技术是全光网络的核心技术之一。
通过在光纤中同时传输多个波长的光信号，实现多路复用和多用户接入。
DWDM技术能够提高光纤的利用率，大幅度增加网络的传输能力。
2. 光交换技术光交换技术是全光网络实现灵活、可靠、高效组网的关键技术。
通过利用光开关和光转换器，实现光信号的交叉和转换，可以根据不同的信号要求进行灵活的路由和调度。
3. 光分封技术光分封技术是将电子信号转换为光信号的关键技术。
通过将电子信号分解为一系列的光包络，再将其进行调制和封装，可以实现高速、高效的光传输。
三、全光网络组网方案1. 核心网络在全光网络中，核心网络是整个网络的中枢，负责传输大量的数据流量。
核心网络通常采用DWDM技术，将多个光波长的信号进行复用，提高光纤的利用率。
核心网络的组网方式可根据实际需求进行调整，可以选择星型、环型或者网状拓扑结构。
2. 接入网络接入网络是将用户与核心网络连接起来的重要组成部分。
在全光网络中，可以采用EPON或者GPON技术作为接入技术，实现光纤到用户的最后一公里。
3. 传输网传输网是全光网络中的数据传输层，负责将核心网络和接入网络之间的数据进行高速传输。
传输网通常采用光开关和光转换器进行组网，实现信号的交叉和转换。
四、全光网络的优势1. 高带宽全光网络采用光纤作为传输介质，具有更高的传输速率和更大的带宽，能够满足高清视频、云计算等大数据应用的需求。
2. 低延迟相比传统的混合网络，全光网络具有更低的传输延迟，能够实现更快速的数据传输和响应。
光网络-全光网
1
由于受限于电子器件工作上限频率 40GHz，难以完成高速带宽综合业务 的传送和交换处理，网络中出现带宽 “瓶颈”，为了克服电子器件“瓶颈”， 提出全光网络的概念。
2
1 全光网概念 2 全光网关键技术
3
全光网概述
全光网是指网络中用户与用户之间的信号传输与交 换全部采用光波技术，即端到端保持全光路，中间 没有光电转换器。 全光网应具有透明性、可扩展性、可重构性和可靠 性的特点。
ASON控制平面的协议
GMPLS GMPLS主要应用于控制平面中，而MPLS则适用于数据平 面之中。 GMPLS是一套协议而不是一个协议。 路由协议 信令协议 链路管理协议
下一代目标网络体系结构图
NGN功能结构
ASON控制平面的功能结构图
呼叫和连接控制器：完成信令功 能，实现ASON中分离呼叫和连 接处理两个过程。
空分交换OXC技术
由输入输出光纤、星形耦合器(Star Coupler，SC)、可调光 滤波器、空间开关矩阵(Space Switching Matrix，SSM)等模块组 成。
不含波长变换器OXC
分送耦合交换OXC结构
分送耦合交换OXC的基本单元是星形耦合器和光开关，图中 的波长变换器具有波长选择功能，也可以起到滤波的功能。
1 全光网概念 2 全光网关键技术
6
全光波长变换技术 全光波长变换技术不需要经过光/电处理，而是直 接在光域内将某一波长的光信号直接转换到另外的一 个波长上。 SOA技术实现波长变换主要有以下几种原理： ① 基于光混频原理的波长变换器主要包括差频和四波混 频。 ② 基于光调制原理的波长变换器。
波长交换OXC结构
交换机制主要是在频域进行的，交换通过波长来完成。该结 构具有严格的无阻塞特性，如果在设计星形耦合器(SC)数量的时 候，留够足够的冗余。该结构还具有波长和链路模块性，便于网 络的升级扩容。
全光网络
定义
全光 是指在光层直接完成络通信的所有功能，即在光域直接进行信号的随机存储、传输与交换处理等，络 中以光节点取代现有络的电节点，以光纤为基础构成的直接光纤通信络，也即全部采用光波技术完成信息传输和 交换的宽带络。
全光络中的信息传输、交换、放大等无需经过光电、电光转换，因此不受原有络中电子设备响应慢的影响， 有效地解决了“电子瓶颈”的影响。就信号的透明性而言，全光对光信号来讲是完全透明的，即在光信号传输过 程中，任何一个络节点都不处理客户信息，实现了客户信息的透明传输。信息的透明传输可以充分利用光纤的潜 力，使得络的带宽几乎是取之不尽、用之不竭的。如一根光纤利用n路WDM，每路带有10Gb/s的数字信号，则光纤 传输容量将是n10Gb/s，而当前半透明络就大大限制了光纤的潜力。
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全光网络
电子与信息技术领域术语
01 定义
0Байду номын сангаас 安全隐患
目录
02 优点 04 安全防范措施
全光络(AON All Optical Network)是指信号只是在进出络时才进行电/光和光/电的变换，而在络中传输和 交换的过程中始终以光的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理，所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式 均可使用，提高了络资源的利用率。
安全隐患
(1)全光络的管理监控系统、光部件和光缆也会遭受破坏或出现故障，进而可能导致络瘫痪，影响传输的安 全。
(2)与同轴电缆等一样，未加保护的光纤同样会被攻击者利用，如利用微弯产生的光辐射信号，虽然其功率 相对很微弱，但足以为攻击者所利用，进行有效地攻击。
(3)由于在全光络中存在多个波长进行传输，各信道间的串扰对安全问题带来很大的影响。
(4)由于全光络的高数据速率，即使攻击很短也会导致大量数据被破坏或解密。
全光网产业发展趋势
全光网产业发展趋势全光网（All-Optical Network）是指基于光纤通信技术实现的光电一体化的通信网络系统。
随着信息化时代的到来，全光网的快速发展已成为未来通信行业的发展趋势。
本文将从光纤通信技术、全光网优势、全光网发展现状以及全光网的发展趋势等几个方面来探讨全光网产业的发展趋势。
一、光纤通信技术的发展光纤通信技术是全光网产业发展的基础，通过光纤作为传输介质，将电信号转换为光信号进行传输，具有传输带宽大、传输距离长、传输速度快等特点。
（一）光纤通信技术的关键技术1. 光纤传输技术：包括光纤的制备技术、光纤互联技术等。
目前，光纤的制备技术已相对成熟，能够实现光纤的大规模制造。
2. 光纤传输系统技术：包括光源、光纤放大器、光纤耦合技术等。
其中，光纤放大器是实现长距离光纤传输中信号强度补偿的重要设备。
3. 光纤交叉技术：即实现光纤之间的交叉互连，包括光开关、光交叉连接器等。
光开关是实现光网络中灵活路由和交换的关键设备。
（二）光纤通信技术的发展趋势1. 全光网技术的兴起：全光网技术是光纤通信技术的一种重要发展方向。
全光网通过将光电一体化技术应用于通信网中，达到全光化的目标。
2. 光纤通信技术向高速化方向发展：目前，已经实现了千兆级别的光纤通信，未来将朝着更高速率的方向发展。
3. 小型化、集成化技术的应用：随着集成电路技术的发展，光纤通信设备将逐渐实现小型化和集成化，减小体积，降低功耗。
二、全光网的优势全光网相比传统的电信网络具有以下几个优势：1. 宽带传输能力强：全光网能够提供很高的带宽，满足用户对高质量多媒体通信的需求。
2. 低时延：由于光信号传输速度快，全光网的时延较低，可以提供实时性要求较高的服务。
3. 低损耗：光纤传输的损耗比电信号传输的损耗小很多，可以实现长距离传输。
4. 网络安全性高：由于光信号在光纤中传输，不易被外界干扰，全光网相对于电信号传输更加安全可靠。
三、全光网发展现状当前，全光网发展已经取得了许多成就，我国已经建设了一批全光网试点工程，如广东全光网工程、北京全光网工程等。
全光网的可生存性
故障检测和定位 从上述分析可以看出，单节点能够定位的故障是有限的，必须将所有相关 的警告收集起来进行相关性分析，才能实现故障的精确定位。这就涉及到故障 信息的编码，合理有效的编码将会使故障定位真正做到快速而又准确。当然， 在故障信息发布的同时，必须辅以相应的故障信息抑制，否则，故障信息的不 断发布将会使故障定位产生连带的错误。
2 全光网的可生存性
由于OXC、OADM的出现，使得联网不仅 能在业务层进行，光层的联网也变成现实。 如何控制和管理网络就变成一个非常重要而 且相当棘手的问题。由于现在所有的光器件 都是电控型的，所以如何在光层之上构造一 个合适的控制平台就成了问题的关键。现在 国际上的四大组织作的各种草案，虽各有差 异，但基本的思路都是相似的。他们总的思 路都是以IP为核心，借用IP网中的流量控制 （TE）、IS-IS、OSPF、RIP、RSVP[源预留协 议（Resource Reservation Protocol）]等 一系列协议,并在原协议的基础上进行扩展和 修改来达到控制光网络的目的，而且将信令 网（控制平台）与业务网相分离（最起码是 逻辑上的分离）。
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1.透明性(transparency) 光传送网的节点OADM和OXC不对光信号进行光—电、电—光处理， 因此，它的工作与光信号的内容无关，对于信息的调制方式，传送模式 和传输速率透明。 2.存活性(survivability) 全光网通过OXC可以灵活地实现光信道的动态重构功能，根据网络 中业务流量的动态变化和需要，动态地调整光层中的资源和光纤路径资 源配置，使网络资源得到最有效的利用。 3.可扩展性(scalability) 全光网具有分区分层的拓扑结构，OADM及OXC节点采用模块化设计 ，在原有网络结构和OXC结构基础上，就能方便地增加网络的光信道复 用数、路径数和节点数，实现网络的扩充。 4.兼容性(compatibility) 全光网和传统网络应是完全兼容的。光层作为新的网络层加到传统 网的结构中，对IP、SDH、ATM等业务，均可将其融合进光层，而呈现出 巨大的包容性，从而满足各种速率、各种媒体宽带综合业务服务的需求 。
全光网络
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全光网络( 全光网络( AON All Optical Network )
另一方面,软交换网络采用IP作为传输承载介质, 另一方面,软交换网络采用IP作为传输承载介质,提高了传 IP作为传输承载介质 输效率,降低了整网的传输成本; 输效率,降低了整网的传输成本;软交换网络可以方便地采用集 中设置和管理模式,覆盖多个业务区域, 中设置和管理模式,覆盖多个业务区域,减少局间切换的数量和 网络侧位置更新的数量,从而改善网络和服务质量;大容量, 网络侧位置更新的数量,从而改善网络和服务质量;大容量,集 中设置的软交换设备可以实现跨区域的资源共享, 中设置的软交换设备可以实现跨区域的资源共享,具有更高效的 设备资源利用率和网络效率;媒体网关采用扁平化组网模式, 设备资源利用率和网络效率;媒体网关采用扁平化组网模式,即 使在建设大型网络时,也不需要建设汇接层面, 使在建设大型网络时,也不需要建设汇接层面,简化了网络的互 联互通拓扑,网络易于管理. 联互通拓扑,网络易于管理. 据统计,相比传统交换网络,软交换网络可节省20% 30%的 20%～ 据统计,相比传统交换网络,软交换网络可节省20%～30%的 总体CAPEX支出. CAPEX支出 总体CAPEX支出.
全光网络
AON All Optical Network
08网络技术 08网络技术
全光网络( 全光网络(AON All Optical Network)
1. 全光网络的概念 2. 全光网络的层次结构 3. 全光网络的网络节点 4. 全光网络的关键技术 5. 全光联网器件及其发展
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4. 全光网络的关键技术
全光交换,光交叉连接, 全光网络的相关技术主要包括 全光交换,光交叉连接,全光中 继和光复用/解复用等 解复用等. 继和光复用 解复用等. 1.全光交换 全光交换 光交换主要有5中交换方式 空分光交换,时分光交换, 中交换方式: 光交换主要有 中交换方式:空分光交换,时分光交换,波分 光交换,复合型光交换及自由空间光交换. 光交换,复合型光交换及自由空间光交换. (1)空分光交换 ) 空分光交换是指空间划分的交换. 空分光交换是指空间划分的交换. (2)时分光交换 ) 时分光交换网由时分型交换模块构成. 时分光交换网由时分型交换模块构成. (3)波分光交换 ) 波分交换由波长开关使信号通过不同的波长, 波分交换由波长开关使信号通过不同的波长,选择不同的网 络通路来实现交换. 络通路来实现交换.
全光网络组网方案
全光网络组网方案一、全光网络概述全光网络是指信号在网络传输和交换过程中始终以光的形式存在，不需要进行光电转换。
这意味着数据可以在光域内进行传输、交换和处理，大大提高了网络的性能和效率。
与传统的网络架构相比，全光网络具有显著的优势。
首先，它能够提供极高的带宽，满足日益增长的大数据、高清视频等业务需求。
其次，光信号的传输速度快，延迟低，能够为实时性要求高的应用提供良好的支持。
此外，全光网络还具有能耗低、可靠性高、扩展性强等优点。
二、全光网络组网的关键技术（一）波分复用技术（WDM）通过将不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传输，大大提高了光纤的传输容量。
WDM 技术可以分为粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM），根据实际需求选择合适的技术可以有效降低组网成本。
（二）光交换技术光交换技术是实现全光网络的核心技术之一，包括光路交换（OCS）和光分组交换（OPS）。
光路交换适用于大颗粒业务的传输，而光分组交换则更适合小颗粒业务的快速处理。
（三）光放大器技术用于补偿光信号在传输过程中的损耗，延长传输距离。
常见的光放大器有掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼放大器等。
（四）无源光网络技术（PON）PON 技术是一种点到多点的光接入技术，能够实现高速宽带接入，为用户提供优质的网络服务。
三、全光网络组网方案设计（一）核心层设计核心层是全光网络的骨干部分，负责承载大量的数据流量。
在核心层中，应采用高性能的光传输设备，如 DWDM 系统，构建大容量的光传输通道。
同时，配置先进的光交换设备，实现高速的数据交换和路由转发。
（二）汇聚层设计汇聚层将多个接入层的业务汇聚到核心层。
可以采用 CWDM 技术或中等容量的 DWDM 系统，实现业务的汇聚和整合。
光交换设备的选择应根据业务量和性能要求进行合理配置。
（三）接入层设计接入层直接面向用户，提供各种接入方式。
PON 技术是接入层的常用选择，如 EPON 或 GPON。
此外，还可以根据用户需求采用光纤直接入户（FTTH）、光纤到楼（FTTB）等方式。
光网络-全光网.
不含波长变换器OXC
分送耦合交换OXC结构
分送耦合交换OXC的基本单元是星形耦合器和光开关，图中 的波长变换器具有波长选择功能，也可以起到滤波的功能。
波长交换OXC
交换机制主要是在频域进行的，交换通过波长来完成。该结 构具有严格的无阻塞特性，如果在设计星形耦合器(SC)数量的时 候，留够足够的冗余。该结构还具有波长和链路模块性，便于网
ATM光交换原理示意图
2. 光交叉连接设备OXC
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 完成的最关健工作就是波长变换。
空分交换OXC技术
由输入输出光纤、星形耦合器(Star Coupler，SC)、可调光 滤波器、空间开关矩阵(Space Switching Matrix，SSM)等模块组 成。
全光波长变换技术不需要经过光/电处理，而是直 接在光域内将某一波长的光信号直接转换到另外的一 个波长上。 SOA ① 基于光混频原理的波长变换器主要包括差频和 四波混频。 ② 基于光调制原理的波长变换器。
SOA—— 交叉增益调制波长变换器结构简单、与 偏振无关、转换速率快 (40Gbit/s左右) ，缺点首先是输 出的信号与输入信号的极性正好相反，向短波长方向 变换容易获得较高的消光比，信号向长波长方向变换 时消光比明显下降，一般只有8dB左右。 采用 SOA—— 交叉相位调制波长变换器可以克服 交叉增益调制波长转换中消光比降低的缺点。
全光网
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由于受限于 电 子器件工作上限 频 率 40GHz，难以完成高速带宽综合业务 的传送和交换处理，网 络中出现带宽 “瓶 颈 ”， 为 了克服 电 子器件“瓶 颈 ”， 提出全光网络的概念。
全光网
因此全光网出现了一挫折，目前不能组成全球性／全国性的 网，以实现全网内的波长调度和传输，而仅能组成一个有限区 域的子网，在子网内透明传输和处理。虽然全光网出现了一挫 折，但研发工作并没停止，例如以MEMS（微电子机件开关） 技术为基础的全光OXC正加紧研制,。然Lucent、N ortel都在MEMS（微电子机件开关）实现全光交叉连接，但以 MEMS技术为基础的全光OXC在技术上还有很多问题需要妥善 解决。首先，从长期实际应用来看，MEMS的高精度是否能在 各种环境条件下都始终保持仍然是个问题，闭环控制可能是实 用化所必不可少的。其次，实用化的OXC所必需的大量功能还 有待开发。再有，其选路协议和信令还有待最终标准的完成及 互操作测试。最后，适用于大规模电信网应用的光恢复功能必 须有自动色散和PMD补偿技术的配合才能真正实现等。因此， 以MEMS技术为基础的全光OXC的真正实用化还需要时间。
全光网络 (AON) All Optical Network
全光网络 (AON) All Optical Network 全光网以光节点取代电节点，是指光信息流在通信网络中的 传输及交换时始终以光的形式存在，不需要经过光一电、电一 光变换。并用光纤将光节点互连在一起，实现信息完全在光领 域传送和交换，全光网络最重要的优点是它的开放性，具备更 强的可管理性、灵活性和透明性，即对不同速率、协议、调制 频率和制式的信号同时兼容，全光网是通信网所追求的发展目 标，当前的通信网需要经过两次升级方可达到全光目标。但是 目前实现全光网还有不少困难。 首先光域实现放大、整形、时钟提取、波长变换等十分困难， 不像电域那样容易，在一个极宽的范围内进行变换有些虽然经 过复杂的技术可以实现，但效果并不理想，且成本高昂。如波 长变换，在电域利用光／电／光变换(0／E／0)很容易实现，但 是在光域则必须采用半导体放大器，且消光比还不十分理想， 可变换的波长范围也受限，。另外全光网的管理和维护信息处 理也是一个重要问题，无法在光域上增加开销对信号进行监视， 管理和维护还必须依靠电信号进行。
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全光网优点
① 可提供更大的带宽，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 具有传输透明性，因为采用的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。
空分交换OXC技术
由输入输出光纤、星形耦合器(Star Coupler，SC)、可调光 滤波器、空间开关矩阵(Space Switching Matrix，SSM)等模块组 成。
不含波长变换器OXC
分送耦合交换OXC结构
分送耦合交换OXC的基本单元是星形耦合器和光开关，图中 的波长变换器具有波长选择功能，也可以起到滤波的功能。
1 全光网概念 2 全光网关键技术
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全光波长变换技术 全光波长变换技术不需要经过光/电处理，而是直 接在光域内将某一波长的光信号直接转换到另外的一 个波长上。 SOA技术实现波长变换主要有以下几种原理： ① 基于光混频原理的波长变换器主要包括差频和四波混 频。 ② 基于光调制原理的波长变换器。
ASON控制平面的协议
GMPLS GMPLS主要应用于控制平面中，而MPLS则适用于数据平 面之中。 GMPLS是一套协议而不是一个协议。 路由协议 信令协议 链路管理协议
下一代目标网络体系结构图
NGN功能结构
ASON控制平面的功能结构图
呼叫和连接控制器：完成信令功 能，实现ASON中分离呼叫和连 接处理两个过程。
波长交换OXC结构
交换机制主要是在频域进行的，交换通过波长来完成。该结 构具有严格的无阻塞特性，如果在设计星形耦合器(SC)数量的时 候，留够足够的冗余。该结构还具有波长和链路模块性，便于网 络的升级扩容。
3 波长变换技术
全光网在干线网的交叉点引入光交叉连接和 波长变换器，从而形成端到端的"虚波长"通道，只 要各段链路分别存在未被占用的空闲波长，就可 以通过波长变换建立通信路由，大大提高了波长 利用率。
光/电/光波长变换技术
采用该技术进行波长变换，先用光电检测 器接收该光信号，将光信号变成电信号，然后 将信号调制到所需波长的激光器发射出去，实 现电/光(E/O)转换，从而实现波长变换。
全光波长变换技术 全光波长变换技术不需要经过光/电处理，而是直 接在光域内将某一波长的光信号直接转换到另外的一 个波长上。 SOA技术实现波长变换主要有以下几种原理： ① 基于光混频原理的波长变换器主要包括差频和 四波混频。 ② 基于光调制原理的波长变换器。 SOA——交叉增益调制波长变换器结构简单、与 偏振无关、转换速率快(40Gbit/s左右)，缺点首先是输 出的信号与输入信号的极性正好相反，向短波长方向 变换容易获得较高的消光比，信号向长波长方向变换 时消光比明显下降，一般只有8dB左右。 采用SOA——交叉相位调制波长变换器可以克服 交叉增益调制波长转换中消光比降低的缺点。
路由控制器：完成路由功能 链路资源控制器：完成资源管理 功能 协议控制器：发起消息分类收集 和分发作用 发现代理和终端适配器：完成自 动发现功能 流量控制：负责检查用户连接是 否满足以前商量好的参数配置
2. 光交叉连接设备OXC
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 完成的最关健工作就是波长变换。
全光网
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由于受限于电子器件工作上限频率 40GHz，难以完成高速带宽综合业务 的传送和交换处理，网络中出现带宽 “瓶颈”，为了克服电子器件“瓶颈”， 提出全光网络的概念。
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1 全光网概念 2 全光网关键技术
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全光网概述
全光网是指网络中用户与用户之间的信号传输与交 换全部采用光波技术，即端到端保持全光路，中间 没有光电转换器。 全光网应具有透明性、可扩展性、可重构性和可靠 性的特点。