浅谈全光通信网及其关键技术

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浅谈全光网络在医疗项目中的关键技术应用

浅谈全光网络在医疗项目中的关键技术应用

浅谈全光网络在医疗项目中的关键技术应用摘要:5G、数据中心等新基建的部署和产业整体数字化转型进一步加速了光纤通信网络的发展和应用。本文以某新建医院建筑智能化网络设计为例,提出了现代医院建筑全光网络建设的解决方案,并和传统LAN网络进行较全面的对照比较,分析了全光网络的架构特点及其优势所在,为现代医院建筑全光网建设提供参考和借鉴。关键词:PON网络技术;POL全光网络;医院全光网架构;无线AP11全光网络关键技术进展1.1光域技术1.1.1光交换(交叉)技术光交换(交叉)技术主要包括基于分组或者类分组的光交换、基于光波长通路的光交叉、基于光端口的光交叉等技术,其中基于分组或者类分组的光交换技术近十年没有取得突破性进展,近期公开报道聚焦点偏少,距离普适性商用时间无法预计。基于光波长通路的光交叉技术经历了不同的发展阶段,由最初主要面向两维可重构光分插复用器(ReconfigurableOpticalAdd-DropMultiplexe,ROADM)结构的波长阻断、平面波导等技术演进到支持多端口维度的波长选择开关(WavelengthSelectiveSwitch,WSS)技术,其中WSS包括微型电子机械系统(MicroElectroMechanicalSystem,MEMS)、液晶(LiquidCrystal,LC)和硅基液晶(LiquidCrystalonSilicon,LCoS)3种技术原理。综合考虑全光节点维度、切换时间、灵活栅格支持等特性,基于LCoS的WSS是目前全光交叉节点的主要技术[2-3]。1.1.2全光节点结构全光交叉节点结构基于波长通路的光交叉连接目前主要采用WSS器件组合实现,基于端口的光交叉连接基于光开关矩阵实现,前者是目前全光网络应用的主要类型。结合线路、上下路等不同功能特性需求(如是否考虑方向受限、波长限定、栅格可调和波长冲突等需求),可构成CD(波长无关、方向无关)、CDC(波长无关、方向无关、竞争无关)、CDCF(波长无关、方向无关、竞争无关、灵活栅格)等不同架构的ROADM全光网络节点。1.2管控技术基于波长交叉的全光网络的管控架构目前主要有两种,即基于分布式控制的波长交换光网络(WavelengthSwitchedOpticalNetwork,WSON)和基于集中式控制的ROADM光网络,后者如OpenROADM,主要由美国为主的运营商和设备商牵头构建的多源协议(Multi-SourceAgreement,MSA)组织进行推动和规范。另外,国内外多个互联网巨头也在牵头推动基于OpenConfig工作组的YANG模型实现全光线路系统的集中式管控功能。2全光网络在医疗项目的功能分析分析根据当前业务及未来业务的发展分析,网络应当建成GE/10GE到桌面,100GE骨干的无阻塞网络,能够实现以下功能需求。(1)高性能高带宽:医院的各种业务不断增多,会出现某个瞬间的业务突发导致网络带宽需求很大,对设备性能要求很高,同时影像资料以及后续的远程会诊、远程学术研讨等对网络带宽要求很高。(2)稳定可靠:医院网络系统是投入运行的信息系统的生命线,门诊收费、医生工作站、LIS、RIS、PACS等医院系统繁多,网络系统需确保各种应用系统的稳定运行和实时系统的快速响应。(3)安全性:确保医院内部信息安全和网络系统安全。(4)高效运维:对于整网设备进行统一高效监控管理,提高网络运维效率。3全光网络架构简述3.1POL全光网络方案简述本项目即运用了采纳PON技术的院区局域网解决方案———全光网络局域网POL解决方案。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医疗建筑各功能区的数据、语音及视频等智能化业务。通过POL网络的建设,可以为医院院区多业务的使用需求提供灵活可控的网络接入,为医疗业务提供高速可靠的网络带宽,为运维人员提供便捷智能的运维管理手段,为医院园区网络建设提供可延续、可扩展、可升级的设计目标。3.2医院全光网络系统架构具体到本医院项目智能化网络建设而言,共设置三套网络,即医疗外网、医疗内网和设备网,分别设置三套独立无源光网络。以医疗外网为例,其POL网络拓扑图如图1所示。图1医院外网拓扑图网络主要设备包括:(1)核心交换机:配置无线控制器功能,满足有线无线一体化转发;选用高端框式交换机,支持双主控、独立交换网板、多电源,保证设备的高可靠性和后期业务扩容的平滑演进。(2)OLT通过20G链路与核心交换机连接;OLT和ONU通过分光器分光,万兆光纤互联;ONU千兆到桌面。(3)无线网络:所有有线和无线的用户认证均通过认证软件进行认证,认证通过后分配访问权限。其中,1)病房区采用敏分AP方式,每个房间放置1个敏分面板子AP;2)走廊、开阔办公室、医护站采用普通放装AP;3)报告厅和大会议室采用高密放装AP满足高密用户场景Wi-Fi接入;(4)DMZ区:出口放置两台万兆防火墙,用于服务器对外提供访问的安全防护,放置两台WAF设备,用于WEB访问防护。WAF对来自Web应用程序客户端的各类请求进行内容检测和验证,确保其安全性与合法性,对非法的请求予以实时阻断,从而对各类网站站点进行有效防护;(5)管理区:部署1套运维审计系统(堡垒机),能够拦截非法访问和恶意攻击,对不合法命令进行阻断、过滤掉所有对目标设备的非法访问行为。(6)网络边界区:放置两台防火墙和两台入侵防御,用于保护员工访问医疗专网的安全管理(如实时、主动拦截黑客攻击、蠕虫、网络病毒、后门木马、DOS等恶意流量,保护企业信息系统和网络架构免受侵害,防止操作系统和应用程序损坏或宕机等)。

全光网关键技术研究及演进探讨

全光网关键技术研究及演进探讨

0引言随着大数据、云计算、人工智能以及5G 的蓬勃发展,传输网络承载业务数据的各项性能要求不断提高,光传输网向全光网演进是大数据万物互联的必由之路[1]。

这几年ROADM(可重构光分路复用器)的研究日益增多,三大运营商对ROADM 的应用也逐步重视起来。

ROADM 具有强大的光路重构和光层智能调度功能,使传统的点到点光路变为灵活的立体架构光网络,其网络灵活性主要包括以下4种属性及其组合:(1)波长无关(colorless):可在任何一个端口上下任何波长业务,仅需软件配置,无需改变端口或重新连纤;(2)方向无关:任何一个线路方向可在本地下业务,本地业务可以上行至任何线路方向;(3)竞争无关:不同线路方向同一个波长的业务都可在本地上下;(4)灵活栅格(flex-grid):传统上下路通道为固定中心波长和通道间隔,但是超100G 技术面临新的调制格式和信号波特率,需要灵活地调整通道间隔以实现更有效作者简介院王璐(1981-),女,甘肃省天水市,高级工程师,学士,数据通信及光网络研究方向。

全光网关键技术研究及演进探讨Research and Evolution for Key Technologies of All-Optical Network王璐(中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司,河南郑州450000)Wang Lu (The 4th of China International Telecommunication Construction Group Design Institute Co.,Ltd,Henan Zhengzhou 450000)摘要:5G 和互联网时代,新兴业务的发展促使通信网络的带宽持续保持高速增长态势,同时对智能化和灵活性的要求不断增加,由此促进传输网络向全光交换演进。

ROADM 作为全光网最重要的组成部分之一,能够实现基于波长和路由的选择和智能化调度,节约成本、能耗和空间,提高整个网络的配置效率。

全光网络的关键技术分析

全光网络的关键技术分析

全光网络的关键技术分析一、全光网络中的关键技术分析(1)光信息再生技术。

该技术主要用于解决传统光纤通信中存有的光色散和光损耗等问题。

光色散会导致光脉冲变宽,对其相邻信号产生干扰,进而使得信号误码率增大。

光损耗则是光在远距离传输时信号的能量产生的不可幸免的衰减。

为解决上述问题,必须使用光信息再生技术对光信号实行调整和维护。

该技术的实现方式为:在光纤链路中间隔一定距离接入一个光滤波器和光调制器,然后提取光信道中的同步时钟信号,应用调制器对光信号重新实行同步调制,从而减小光脉冲宽度,降低频率漂移对信号传输带来的影响。

其核心思想为应用一个能够直接再光通路中对光信号实行放大传输的全光传输型中继器替代传统的光再生中继器,应用最为广泛的光放大技术为EDFA。

(2)光分插复用技术。

该技术能够对传输的光信号实行选择,但是不影响其他未选择信号传输。

其核心思想为,选用适当的光滤波器件,利用该器件对光路中的不同波长的信号实行选择,实现波长的路由功能。

但是该技术要求光分出口和插入口之间的隔离度以及光输入口与输出口之间的隔离度要大于25dB,以免出现干涉效应,影响光路中信号的传输性能。

该技术能够对任意传输格式和传输速率的光信号实行复用或去复用。

二、光交叉连接技术光交叉连接技术是全光网络的核心技术之一。

应用光交叉连接设备,结合光纤能够组成全光网络。

其技术思想为应用光器件对光信号实行波长重用,实现高速光信号的路由选择和网络恢复等功能。

光交叉连接设备包括以下几部分:光交叉连接矩阵、输入输出接口、管控单元。

光交叉连接位于全光网络的节点位置,当光缆出现业务中断或者业务失效时,应用该技术能够自动对故障部分实行技术隔离,并重新选择光路由和光网络,恢复网络的传输功能。

三、全光网络的进展趋势当前的全光网络应用范围主要集中在局域网和城域网中,但是就其进展趋势来看,未来其应用范围必将扩展到广域网中;在全光网络中还存有不够完善的地方,如在光开关、光逻辑处理以及光计算等方面的自支持技术还不够成熟,但是其必定是今后全光网络研究和进展的方向;在光传输技术中,WDM、OTDM以及OCDMA技术结构必定会成为全光网络的基本框架;在光传输容量方面,同样存有大量的提升空间;此外,全光通信网络中的各标准和通信规范的制定与统一也是今后其进展过程中必须要考虑的问题之一。

全光通信网关键技术的研究与实现的开题报告

全光通信网关键技术的研究与实现的开题报告

全光通信网关键技术的研究与实现的开题报告一、选题目的及背景随着信息化的快速发展,人类对于通信技术的需求也越来越高,光通信技术应运而生。

与传统的电信号通信技术相比,光通信技术具有带宽大、传输距离远、抗干扰能力强等优点。

因此,光通信技术已经成为了未来通信领域的发展方向,光通信网的应用前景也越来越广泛。

然而,光通信网的建设面临着许多的挑战。

其中,关键技术的研究与实现是建设光通信网的首要任务。

本课题的目的是研究并实现光通信网关键技术,为光通信网的实现提供支持。

本研究将主要关注以下几个方面的技术:1. 光纤传输技术:研究光纤传输的物理特性,如衰减、色散等,并针对光纤传输中遇到的问题,提出解决方案。

2. 光放大与波分复用技术:研究光放大与波分复用技术,提高光通信网的传输能力,降低成本。

3. 光交换技术:研究光交换技术,提高网络的可靠性和性能。

4. 光路监测与管理技术:研究光路监测与管理技术,提高网络的可管理性和可靠性。

二、研究内容及方法1. 光纤传输技术光纤传输是光通信中最基本的传输方式,也是光通信网络的核心部件。

本研究将通过实验研究光纤传输的物理特性,并分析光纤传输过程中的问题,如信号衰减、色散等。

针对这些问题,提出解决方案,如使用光放大器来增强信号的强度,使用特殊的光纤材料来降低色散等。

2. 光放大与波分复用技术光放大和波分复用技术是提高光通信网络性能的重要手段。

本研究将重点研究EDFA (掺铒光纤放大器)和波分复用(WDM)技术。

通过实验验证这两种技术的有效性,提高光通信网络的传输能力,同时降低成本。

3. 光交换技术光交换技术是光通信网中重要的组成部分,其功能类似于传统网络中的路由器和交换机。

本研究将通过实验研究光交换技术,探索光交换技术的工作原理和实现方法,优化网络的性能并提高网络的可靠性。

4. 光路监测与管理技术光路监测和管理技术是保证光通信网络正常运行的重要手段。

本研究将研究光路监测和管理技术,包括技术架构和实现方法。

关于光通信发展质量几个关键技术的探讨

关于光通信发展质量几个关键技术的探讨

关于光通信发展质量几个关键技术的探讨摘要:近些年来,随着科学技术的进步与发展,我国光通信技术水平逐渐提升,并被应用在多种行业领域中,为企业的发展与地区之间经济的交流提供了技术保障。

文章主要针对光通信发展质量的几个关键技术进行了研讨。

关键词:光通信发展质量;关键技术;技术探讨1.卫星光通信发展中的关键技术1.1光学关键技术在光通信发展过程中,高质量光学系统设计技术的核心主要包括光路的设计与波长的选取这两部分内容。

在波长的选取中,技术人员需要根据光信号在传播过程中受到的影响因素,像是光信号在透过大气时的损耗以及受到的太阳辐射等,判断波长的选取是否能够促进光信号传播速率的提升。

随着通信业务的多样化发展,卫星通信网络中往往需要多波长的光信号同时进行数据的输送,以保证宽带的容量和光通信的业务传输质量。

经过技术人员对拓扑变化的研究,并搭建了基于时空演化的相关模型,了解到了其对光通信波长的影响。

经过对模型的数据分析,技术人员总结出在为星光通信网络中,波长的选取关键在于网络连接跳数以及相关到达时间,而波长的选取并没有对光路的重叠提出较多的要求。

卫星与陆地之间的光通信连接通常采用0.85、1.55和10um的波长,技术人员也通过对不同气候条件的影响,对三种波长的传输特性进行了全面且细致的分析。

总的来说,在卫星光通信网络中的波长选取中,需要严格遵循信号的传输环境、传输类型以及业务上的要求,并进行具体的波长选取与光通信方案的设计,以此保障卫星光通信网络能够发挥实际的应用价值,满足相关的通信要求。

除了波长的选用,光路的设计也是重要的内容,关系着光学系统设计的质量。

在光路设计中,光学天线的设计是比较重要的环节,光信号主要是通过光学天线在卫星通信链路中进行发射与接收的。

虽然传统的光学天线设计技术以及趋于成熟,但随着科学技术的发展,卫星光通信技术逐渐向着微小型化的趋势发展,传统光学技术表现出了局限性,存在技术上的漏洞,在一些方面已经无法满足光学天线设计的要求。

全光通信网的特点及其关键技术

全光通信网的特点及其关键技术

全光通信网的特点及其关键技术摘要:全光通信网是一种利用光学技术传输信息的高速数据传输网络。

该网络具有高带宽、低能耗、安全可靠、无电磁干扰等特点,适合用于音视频传输、数据中心、云计算等领域。

本文首先介绍了全光通信网的基本架构及其特点,然后重点阐述了光纤通信技术、光光转换技术、光路交换技术、无源光网络技术和光网络安全性技术等关键技术的实现原理与应用。

关键词:全光通信网,光纤通信技术,光光转换技术,光路交换技术,无源光网络技术,光网络安全性技术。

正文:一、全光通信网的基本架构及其特点全光通信网是指在通信网络中全部使用光学器件来完成光信号的生成、放大、传输和接收等工作,避免了电信号到光信号的转换。

全光通信网具有以下特点:1.高带宽:由于光信号的频率非常高,因此可以实现高速、大容量的数据传输,大大提高了网络的数据通信速度。

2.低能耗:光学器件本身具有低能耗和高可靠性,可以有效地减少网络的能耗和维护成本。

3.安全可靠:光信号无法被窃听和干扰,使网络具有更高的安全性和可靠性。

4.无电磁干扰:由于全光通信网仅仅使用光学信号传输数据,因此避免了电磁干扰现象的产生,可以更好地保障通信质量。

二、光纤通信技术全光通信网中,光纤是一种重要的传输介质。

光纤通信技术采用光纤作为传输媒介,可以实现高速、远距离的数据传输。

光纤通信技术主要包括以下方面:1.波分复用技术(WDM):利用不同颜色(波长)的光来传输不同的信号,以实现多路复用和高速数据传输。

2.光放大器技术:将信号通过光纤传输时,信号会因为衰减而逐渐变弱,光放大器可以增强光信号,使信号能够在长距离的光纤中传输。

三、光光转换技术光光转换技术是指将光信号转换成另一种波长或者将光能量转换成电能量。

光光转换技术包括以下方面:1.光电转换器件:将光信号转换成电信号或将电信号转换成光信号,以实现光电互换。

2.光调制技术:将不同波长的多个光信号调制为一个复合信号,可以将多个同时传输的光信号合并。

全光网的发展前景及关键技术

全光网的发展前景及关键技术

输网 具有动态建立连接的功能. 在全光网(AON) 中, 络,
它包括提供 SDH 连接、 波长连接以及潜在的光纤连接业 务, 这样的一个功能可以带来许多价值: 第一, 光通道的流量工程:在这里带宽的分配是基于实
[ 收稿日 2007- 01- 01 期] 〔 作者简介I 沈淑红( 1969- ) , 河北滦县人, 女, 唐山学院计算中心实脸师; 甘丽( 1972- ) , 广东中山人, 女, 唐山学院计
2007 年第 3 期 ( 总第 10 3期)
牡丹江教 育学比学报
J O U RN AL O F M U DA NJ IA N G CO LL EGE O F E DU CA T IO N
N o . 3 , 07 20
Se r ial N o. 10 3
全光 网的发展前 景及关键技术
沈淑红 甘 丽 陈 颖
1. 全光通倍发展的必要性 光纤通信是 目前最主要的信息传输技术 , 迄今为止 , 尚 未发现可以替代它的技术. 即使在世界通信低谷时期, 各 公司在资金极其短缺、 研发投人相对紧张的情况下, 对光纤 通信新技术的研究仍然没有停止和放松, 创造出实验室 4 X 40Gb/ s 无电再生传输 10000km 的最高记录。从我国网 络业务量变化的趋势来看, 目前我国干线网数据带宽已超 过话音, 预计今后 5 到 6 年全网的数据业务量将会超过话 音业务量; IP 业务将最终成为主导的联网协议 , 年 内 IP 5 用户年增长接近 50% , 趋近摩尔定律, 5 年内省际干线网带 宽年增长约 100写, 相当于 12 个月翻番, 远高于摩尔定律; 3 年内中美国际通信带宽将从 3Gb/ s 增加到 32Gb/ s, 年增 长约 130% , 相当于 10 个月翻番。 2005 年, SDXC 年节点容量超过 5Tb/ s, 如果仅仅通过 芯片密度和性能改进来提高节点容量, 2- 3 年翻番, 大约 这 个速度相对来说太慢了, 如果采用分布式交换结构来提供高 密度低成本节点, 其容量扩展难以靠非阻塞在线方式实现, 多个 DXC 直接互连会引人连接阻塞, 且节点吞吐量和效率 迅速减少。因此, 从长远看电节点无法解决容量瓶颈问题。 2. 全光通信网的概念和特性 通信业务需求的飞速发展对通信容量提出了越来越高 的要求。目 , 前 基于 DWDM 的光纤通信系统 已经达到了 实用化水平 . 在进行交换和上下话路时受到“ 电子瓶颈” 的 限制, 为此, 提出了“ 全光 网" (AON) 的概念。“ " 全光网” 即 数据从源节点到 目 的节点的传输过程中始终在光域内, 这 就避免了在所经过的各个节点上的光电一电光转换, 电 即“

全光网络的关键技术及其发展研究

全光网络的关键技术及其发展研究

无线互联科技Wireless Internet Technology 第13期2019年7月No. 13July, 2019全光网络的关键技术及其发展研究胡成旭(深圳市电信工程有限公司,广东深圳 518020)摘 要:全光网络属于光纤通信技术的最高发展阶段,也是网络发展的主要方向之一,这是由于全光网络能够有效节省通信系 统成本、提升通信系统性能。

基于此,文章将简单介绍全光网络的关键技术,并深入探讨全光网络的发展趋势,希望研究内容 能够为相关业内人士带来一定启发。

关键词:全光网络;光交换技术;光交叉连接技术传统光纤通信系统存在弯曲半径存在限制、切断和连 接操作较为复杂、分路和耦合较为繁琐、安全性能不高等 缺陷,因此,光纤通信逐渐无法满足人们日渐提升的网络需 求。

为进一步提高网络通信的安全性、稳定性、灵活性,全光 网络技术的应用必须得到重点关注,这正是本文围绕全光 网络关键技术及其发展开展具体研究的原因。

1全光网络的关键技术1.1光交换技术作为全光网络的关键技术,光交换技术的应用可实现 光节点处的光纤端口随意选择,光信号的选路和交换需要 可得到较好满足。

因此,也可以将光交换技术视作全光网 络的特点之一,全光网络的安全性、稳定性、经济性可在光 交换技术支持下得到大幅提升。

波长的变换属于光交换技 术的重点,为保证全光网络的数据传输性能,基于光交换 技术的光波长处理必须得到重视,这便是光交换技术被 称作波长交换技术的原因。

光交换技术可细分为光路交 换技术和分组交换技术,光路交换技术能够进一步细分 为波分/频分光交换技术、时分光交换技术、空分光交换技 术,3种技术可基于实际选择复合使用或单独使用。

在空分 光交换技术的应用中,能够实现光信号在传输通路上的改 变,自由空分和波导空分的光交换可基于光矩阵开关相关 技术实现。

时分复用属于时分光交换技术的基础,交换目 的可基于时隙互换的原理实现。

波分复用为波分/频分光交 换技术的基础,在信号以不同网络通路和波长完成后,该 技术可基于波长开关实现交换川。

光通信网络关键技术与发展趋势

光通信网络关键技术与发展趋势

光通信网络关键技术与发展趋势随着信息时代的不断发展,人们对网络的需求越来越高,而光通信网络作为信息传输的重要手段,也在不断得到发展和完善。

光通信网络基于光纤传输,采用了光脉冲传输技术,使得信息传输速度和距离得到了显著提高,成为了目前传输速度最快的技术之一。

本文将从技术层面探讨光通信网络的关键技术与发展趋势,以期为读者提供一定的科学知识和未来发展趋势的了解。

一、光通信网络的基本原理光通信网络的基本原理是基于光纤信使线路进行信息传输,光脉冲传输技术是实现其高速传输的基本技术手段。

光脉冲传输技术通过电磁波在光纤中的传输来实现,可以将信息转化为高速的电磁波信号,然后通过光纤线路进行传输。

相比传统的铜线路传输方式,光脉冲传输技术具有更高的传输速度、更长的传输距离和更大的信息容量。

二、光通信网络的技术特点1. 高速传输光通信网络采用了光脉冲传输技术,实现高速的数据传输。

光脉冲传输技术的传输速度可以达到每秒数百兆甚至数千兆,远高于传统的铜线路传输速度,可以满足大量数据的高速传输需求。

2. 长距离传输光通信网络通过光纤传输,可以实现比传统铜线路更长距离的数据传输。

光纤的传输距离可以达到数百公里,甚至上千公里,可适用于远距离的数据传输,为现代通信网络提供了广泛的应用场景。

3. 大容量传输光通信网络的另一个技术特点是具有较大的信息容量。

由于光传输波长小,能量高,数据传送速度快,克服了电子设备噪声干扰等问题,可以在光纤中传输更多的数据,实现更快速的信息传输。

三、光通信网络的关键技术1. 光纤通信技术光纤通信技术是光通信网络的基础核心技术。

其通过光波在光纤中的传输来实现信息的高速传输,具有传输速度快、数据传输量大、线路传输损耗小等优点。

光纤通信技术在光通信网络中发挥着至关重要的作用。

2. 光源与控制技术光源是支持光通信网络高速传输的关键部件,光源技术的先进性直接影响着光通信网络的传输速度和质量。

同时,光源的控制和管理也决定着整个光通信网络的可靠性和稳定性。

全光网及其关键技术浅谈

全光网及其关键技术浅谈

全光网及其关键技术浅谈全光网及其关键技术浅谈【摘要】在我国快速发展普及的光纤通信中,全光网正快步向我们走来,它以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性,已成为下一代高速宽带网络的首选。

本文就其中的关键技术和基本感念略加简述,以飨读者。

【关键词】全光网,技术一、全光网的概念所谓全光网AON(all-optical network),是指从源节点到终端用户节点之间的数据传输与交换的整个过程均在光域内进行,不需要经过光/电、电/光转换,只是在进出网络时才进行电光和光电转换,也就是端到端的完全光路,中间不再有电信号的介入.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.其网络结构主要有星形网、总线网和树形网3种基本类型。

二、全光网的优点基于波分复用的全光通信网可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性.它具有以下优点:(1)提供巨大的带宽。

(2)提供多种协议的业务。

(3)组网灵活性高。

(4)可靠性高。

三、全光网中的关键技术1. 光交换技术。

光交换技术是全光网络的核心技术之一,就光交换形式而论,可以分成光路交换技术和分组交换技术。

实际上,光路交换技术是基于光复用技术上的集成应用。

由此,又可分成三种类型,即空分(SD)、时分(TD)和波分/频分(WD/FD)光交换,以及由这些交换形式组合而成的结合型。

其中空分交换按光矩阵开关所使用的技术又分成两类:一是基于波导技术的波导空分,其交换过程是在光波导中完成的;另一个是使用自由空间光传播技术的自由空分光交换,因为它利用的是光束互连,适合做三维高密度组合,即使光束相互交叉,也不会相互影响,因此可以构成大规模的交换系统。

在光分组交换中,异步传送模式是近些年来广泛研究的一种方式。

实际上,它是以ATM信元为交换对象的技术。

此外,还有码分光交换技术。

光交换技术是目前全光网路发展中亟待突破的瓶颈,目前,主要光交换应用有两种:光交叉连接(OXC)与光分插复用器(OADM)。

浅析光纤通信及全光网技术

浅析光纤通信及全光网技术
的包皮 , 用 以吸收任 何可能泄漏 的射线 , 因此在光缆外面是无 法窃听到传输在光纤 中的信息 。
把 多个信源的电信号调制到各 自的光载波上 , 几个光波复用后 入 射进 一根光纤 , 经光纤传输到接收端, 使用光学技术将这 些
承 载着不 同信息 、 不 同波长的光载波分开 的复用方式 WD M 系统的波长数和传输总容量在不断增加, 而且全光传输的距 离 ( H P 无 电中继传输距离)也在大幅度提高 。而随着技术的进 步 和业务 的扩展 , WDM 技术 已经从长途传输向本地 网扩展 。 ( 2 ) 光交叉连接 ( OX C) 技术 。光 交叉 连接 ( Ox C) 是全 光 网中的核心设备 , O XC是光纤通信 网络 中的节 点设备 。与 电 交叉连接不同的是 O XC交换的是光信号 , 是对指 定波长 的光 信 号进 行互连。在业 务出现变 化需要调整 网络 结构时,O XC 可 以实现简单的网络 升级和调度 ,从而 实现对光 纤传输 网络 实现有效灵活的管理, 当光纤中断或节 点出现故障时 , O XC能
2 全光 网的 概念
新型 的以大数据量传输的通信方式推动着传输容量不断 提高 ,光纤制造工艺 的进步把光纤通信技术推向 了一个崭新 的高度 。在 以电、光信号交叉混合处理技术为基础的通信网 中, 各个节点处理大量的与本节点无关的信 息, 对这些信息进
行 电/ 光, 光/ 电的转换 , 而 电信号的处理速度 远比光信 号的慢 , 因此对 高速 、 大容量信 息的处理上 , 存在着诸如速率低、 传输 延时大 、 误码率高 、 功耗高等缺点 , 由此产生 了通信网 中的所
够 保持业务不中断, 自动完成故障的隔离和路 由重选等操作 。
是实现可靠的网络保 护和 恢复的方 式。 ( 3 ) 光分插复用 ( O A DM) 技 术。光分插复用 ( OAD M) 具 有对光信号的选择性 , 在通信网络中, 上下话路是必不可少 的, 分插复用( A DM) 实现的是对 电信 号的分插 复用。 在 WD M 系 统中要取出储 入话路, 就必须先分 出/ 插 入携 带相应话 路信 息 的光波, 这就要使用光分插复用 ( OA DM) 。它不 需要将所 有 波长信号全部都解复用,而是从 WD M 光信 号中分出所 需的 光波长 ( 分 出功能) , 同时还可 以将新 的信 息调制 到相 同的波 长上, 然后插入到 WDM 光信号 中( 插入 功f i g ) , 其 它波 长信 号 则 不 做 处 理 透 明 地 通 过 这 个 节 点 。这 种 波 长 再 利 用 的 能 力 , 可 以充分发挥波分复用的作用, 提升 了网络 的运行效能 。

光通信网络中的全光网络技术

光通信网络中的全光网络技术

光通信网络中的全光网络技术一、引言光通信网络是一种通过光传输信号实现通信的技术,对于传输信息的速率和容量有着很大的提升。

而全光网络技术则是光通信网络中的核心技术之一,是指在整个通信链路中所有的设备和链接都基于光信号进行传输和处理的一种网络结构。

本文将从全光网络的定义与基本原理、全光网络的优势与挑战以及当前的全光网络技术发展趋势三个方面来详细阐述光通信网络中的全光网络技术。

二、全光网络的定义与基本原理全光网络是指在光通信网络中所有的节点设备和光纤链接都通过光信号进行传输和处理,实现全程光传输的一种网络结构。

全光网络的基本原理是利用光波长多路复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)和光分路复用(Optical Space Division Multiplexing,OSDM)技术来实现光信号的传输和分发。

通过合理的调度和管理光资源,可以实现光网络的高容量和高效率。

三、全光网络的优势与挑战1. 优势:(1)巨大的带宽:光纤作为传输介质,具有巨大的传输带宽,能够满足高速数据传输的需求。

(2)低延迟:光信号的传输速度快,延迟低,能够满足对实时性要求高的应用场景。

(3)抗干扰性强:光信号在传输过程中几乎不会受到外界干扰,传输质量稳定可靠。

(4)节能环保:相比传统的电信号传输,光信号传输的能耗更低,对环境友好。

2. 挑战:(1)成本高:全光网络的设备和光纤成本高昂,需要大量的投资。

(2)技术难题:全光网络技术的研发和实现面临着很多难题,如光信号的调度和管理、光纤的连接和拓扑设计等。

(3)光信号的衰减和失真:在长距离传输中,光信号往往会受到衰减和失真的影响,需要采取相应的补偿措施。

四、当前的全光网络技术发展趋势1. 光电子集成技术的发展:随着光电子集成技术的不断发展,光通信网络中的光电子器件变得更加紧凑和高效,能够提供更大的带宽和更低的功耗。

2. 弹性光网络技术的应用:弹性光网络是指在全光网络中增加灵活性和可变性的一种技术,通过动态调整波长路由等参数,可以根据网络负载和需求进行动态优化和资源管理,提高网络的灵活性和适应性。

全光通信网络技术(AON)

全光通信网络技术(AON)

在以光的复用技术为基础的现有通信网中,网络的各个节点要完成光/电/光的转换,仍以电信号处理信息的速度进行交换,而其中的电子件在适应高速、大容量的需求上,存在着诸如带宽限制、时钟偏移、严重串话、高功耗等缺点,由此产生了通信网中的“电子瓶颈”现象。

为了解决这个问题,人们提出了全光网(AON)的概念,全光网以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性,已成为下一代高速宽带网络的首选。

1、全光网的概念所谓全光网,是指从源节点到终端用户节点之间的数据传输与交换的整个过程均在光域内进行,即端到端的完全的光路,中间没有电信号的介入。

2、全光网的优点基于波分复用的全光通信网可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性。

它具备如下以往通信网和现行光通信系统所不具备的优点:(1)省掉了大量电子器件。

全光网中光信号的流动不再有光电转换的障碍,克服了途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难,省掉了大量电子器件,大大提高了传输速率。

(2)提供多种协议的业务。

全光网采用波分复用技术,以波长选择路由,可方便地提供多种协议的业务。

(3)组网灵活性高。

全光网组网极具灵活性,在任何节点可以抽出或加入某个波长。

(4)可靠性高。

由于沿途没有变换和存储,全光网中许多光器件都是无源的,因而可靠性高。

3、全光网中的关键技术3.1光交换技术光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。

光路交换又可分成3种类型,即空分(SD)、时分(TD)和波分/频分(WD/FD)光交换,以及由这些交换形式组合而成的结合型。

其中空分交换按光矩阵开关所使用的技术又分成两类,一是基于波导技术的波导空分,另一个是使用自由空间光传播技术的自由空分光交换。

光分组交换中,异步传送模式是近年来广泛研究的一种方式。

3.2光交叉连接(OXC)技术 OXC是用于光纤网络节点的设备,通过对光信号进行交叉连接,能够灵活有效地管理光纤传输网络,是实现可靠的网络保护/恢复以及自动配线和监控的重要手段。

光纤通讯系统中的关键技术分析及研究

光纤通讯系统中的关键技术分析及研究

光纤通讯系统中的关键技术分析及研究在现代通信中,光纤通讯系统是一种广泛应用的先进通信技术。

随着人们对通信速度和带宽要求的不断提高,光纤通讯系统也在不断发展和升级。

本文将探讨光纤通讯系统中的关键技术以及相关技术研究。

一、光纤通讯系统的基本技术1. 光纤通讯传输原理光纤传输系统是利用光纤波导的特性,将光信号通过光纤传输。

光纤传输系统中,光源产生光信号,经过光电调制器调制,成为数字信号,通过光纤纤芯传输,经过光电解调器可将光信号转换为数字信号进行解码。

2. 光纤通讯系统的组成光纤通讯系统主要由发射机、光纤、接收机三部分组成。

发射机是光信号的发射源,光纤是信号的传输介质,接收机是将光信号转换成电信号的设备。

3. 光纤通讯系统的优点与传统通信方式相比,光纤通讯具有高速、高带宽、长距离、安全可靠等优点。

光纤通讯还可以避免电磁干扰和电波干扰,可以满足高质量、高清晰度的通信需求。

二、光纤通讯系统中的关键技术1. 光纤光缆制造技术光纤通讯系统中最重要的组成部分是光纤,光纤作为光学信号的传输媒介,要求具有高纯度、低损耗、低散射等特性。

目前,高品质、高可靠性的光纤制造技术已进入成熟阶段,能够满足高要求的通讯需求。

2. 光纤连接技术光纤连接技术是将不同的光纤通过连接器连接在一起,在光纤通讯系统中具有重要作用。

光纤连接技术要求高精度、高可靠性,对连接器的质量要求也很高。

常用的光纤连接技术有机械式连接和焊接连接等方式。

3. 光纤放大增益技术光纤放大增益技术是指在光纤通讯系统中,经过一定距离光信号会衰减,需要通过光纤放大器增加光信号的强度以达到传输的要求。

常用的光纤放大器有光纤激光器、半导体光纤放大器等类型。

4. 光纤通信的编解码技术编解码技术是将数字信息转换为模拟信号,或将模拟信号转为数字信号的一种技术。

在光纤通信中,通过编解码技术可以将数字数据压缩和还原,并可以加密数字数据以实现保密传输。

三、光纤通讯系统的技术研究1. 光纤通信网络的优化技术研究光纤通信系统的高速率和高传输效率要求网络拓扑具备较高的可扩展性和容错性能。

浅析全光通信网中的关键技术

浅析全光通信网中的关键技术

浅析全光通信网中的关键技术全光通信网是指所有光电信号都通过光纤进行传输的通信网络,它成为了未来通信技术的主流发展方向。

为了实现全光通信的目标,需要涵盖多个关键技术。

本文将从光纤传输、光纤接口、光放大器、WDM技术、光路监测等几个方面进行浅析。

光纤传输技术是实现全光通信的基础,而传输距离的限制是制约光纤传输技术使用范围的关键因素之一。

目前,使用的光纤大多是单模光纤,其传输距离一般只有几公里到几十公里。

而在长距离光纤传输中,光波与光纤的距离不断增大,光波的色散就会变大,波形就会发生变化。

为了保持信号原来的形态以及信息实际传播速度不受波长的影响,需要采用光纤光栅分散补偿技术和EDFA前置补偿技术等方法来实现光纤传输的优化。

光纤接口技术是指在光纤传输过程中,为光放大器、调制器、检波器等设备提供的光接口。

为了满足低插损、低反射、低斜率等要求,目前采用的传输标准大多数为FC,SC,ST等标准接口,这些标准具有高制造工艺技术含量,对工业生产的技术门槛较高,因此势必对光通信标准的推广产生一定限制。

光放大器技术是传输距离的限制之一,目前采用的光放大器主要有半导体光放大器和光纤光放大器两类。

光放大器直接对信号进行放大,同时可以根据需要对特定波长进行选择性放大,使得传输信号时长距离的可达范围大大提高。

WDM技术是指通过光波分布多路复用技术,将不同频段的光波复合到一根光纤上,达到光纤信道利用的容量最大化的目的。

在现有的通信网络中,WDM技术已经广泛应用,尤其是在长距离光纤传输上更加重要。

光路监测技术是指在光通信网络中对光路的监测,以防止一旦出现故障,及时解决。

其中的光纤连通性检测技术和光功率监测技术,可为光通信网络故障定位及解决提供技术支持,增强了网路稳定性,提高了网络传输效率。

以上是全光通信网络中的几个关键技术。

未来,在全面普及光纤接口标准的基础上,WDM技术、光路监测技术、光纤传输技术等相关技术将会更加成熟。

相信通过全光通信技术的不断完善和发展,将为人们的日常生活、工作和交流带来革命性的变化。

全光网络的关键技术及其发展

全光网络的关键技术及其发展
系统 的新 发 展 有重 要 作 用 。

可称 为波长交换 。光交换技术可 以分为分组交换技术和光路交 换技术 。其中, 光路交换又可分为空分光交换 (D 、 S ) 时分光交换

全光 网络 及其 特点
T) W/D光 以及 由这 三 种 交 换 形 式 组 全 光 网络 (O ) 指 光 信 息 流 从 源 节 点 到 目的 节 点 之 间进 (D 和 波 分 /频 分 (DF ) 交 换 , AN是
协议 。全光 网由于无需 电信 号的处理 , 采用波分复用技术, 以 信号转变 为 电信号 , 然后 经过 电路把 电信 号整 形放大后 , 再重
波长 选 择 路 由 , 传 输 码 率 、 据 格 式 以 及 调 制 方 式 等 方 面 均 新驱动成一个光源 , 在 数 由此 实现光信号的再生 。这种方法 中所使 具有 透 明性 , 方 便 灵 活 地 提 供 多 种 协 议 的 业 务 。 () 网 灵 用的光电中继器一般体积会很大 , 可 3组 装置也很复杂 , 能又多 。为 耗 活 。全 光 网可 以根 据 通 信 容 量 的 需 求 , 任 何 节 点 都 能 抽 出或 了避 免这些 缺点 ,又 可 以从根本 上消除色 散等不利 因素 的影 在 加 入 某 个 波 长 , 态 地 改变 网络 结构 , 网极 具 灵 活 性 。当 出现 响 , 信 息 再 生 技 术 便 出现 了 , 种 技 术 就 是 首 先 要 在 光 纤 链 动 组 光 这
行传输与交换 中均采用光的形式 ,即端到端 的完全 的光 路, 中 合而成 的复合型光交换 。 空分光交换是使光信号的传输通路在 其按光矩 阵开关所使 用的技术又分成基于波 间没有 电信号 的介入 , 在各网络节点的交换, 则使用 高可 靠、 大 空间上发生改变, 容量和高度灵活的光交叉连接设备 (x) o c 。它 是建 立在光时分 导技 术 的 波 导 空 分 与 使 用 自 由 空 间 光 传 播 技 术 的 自 由 空 分 光 复用 (T M 或 者密集波分 复用 (W M 基础 上 的高速宽 带信息 交 换 。 时 分光 交换 是 以 时 分 复 用 为 基 础 , 用 时 隙 互 换 原 理 来 OD ) DD) 运

全光通信网中的关键技术——光交换技术

全光通信网中的关键技术——光交换技术
备 继续 处理 ,这 样具有 以下几 个优 点 :
换 技术 作为 全光通 信 网中的一 个重 要支 撑技术 ,在全 光通 信网 中发 挥 着重要 的作用 ,在某 种 程度上 也是决 定 了全光通 信的发 展 。
1 光 交 换 技 术 的概 念
( )可以 克服纯 电子交 换 的容 量瓶 颈 问题 ; 1
换模 块 中则需 要有 光存储 器 ( 光纤延 迟 存储 器 、双 如 稳态 激光 二极 管存储 器 ) 光选 通器 ( 、 如定 向复合 型 阵
列 开关 )以进行 相应 的交换 。
3 2 复合 光 交 换 技 术 .
随着通 信 网络 逐 渐向 全光平 台发展 , 网络 的优化 、
路 由、 护和 自愈功 能在 光通 信领 域 中越来越 路
( )可 以大量 节省 建 网和 网络升 级成 本 。如果 采 2 用 全光 网技术 ,将使 网络 的运行 费用 节省 7 ,设 备 O 费用节 省 9 ; O ( )可 以大 大提 高 网络 的重 构 灵 活性 和生 存 性 , 3 以及加 快 网络恢 复 的时 间 。
3 光 交 换 技 术 的 分 类
和 空分 型交换 模块 构成 。它所采 用 的空分 交换模 块 与
上述 的空 分光 交换功 能块 完全相 同 ,而在 时分 型光交
户 之间的 信号 传输 与交换 全部采 用光 波技术 ,即数 据 从 源节点到 目的节点 的传输 过程 都在 光域 内进 行 。
2 光 交 换 技 术 的 特 点
8 4
该技术 是 指在一 个交换 网络 中 同时应用 两种 以上 的光 交换方 式 。例如 ,在波分 技术 的基 础上 设计 大规
《 代 电子技 术 》 0 2年 第 5期 总第1 6期 现 20 3

浅谈全光通信网及其关键技术

浅谈全光通信网及其关键技术

浅谈全光通信网及其关键技术光信息科学与技术2008级1班黄丽 20081359046 摘要随着Internet业务和多媒体应用的快速发展,网络的业务量正急剧增加,这就要求网络必须具有高比特率数据传输能力和大吞吐量的交叉能力。

光纤通信技术出现以后,其近30THz的巨大潜在带宽容量给通信领域带来了蓬勃发展的机遇,特别是在提出信息高速公路以来,光技术开始渗透于整个通信网,光纤通信有向全光网推进的趋势。

本文粗略描述了全光网的发展与现状,讨论了全光通信技术,并对全光网的发展进行了展望.关键词全光通信网全光通信技术正文一.全光网的概念:所谓全光网,就是网中直到端用户节点之间的信号通道仍然保持着光的形式,即端到端的完全的光路,中间没有电转换的介入.数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行,而其在各网络节点的交换则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备(OXC)。

在全光网络中,由于没有光电转换的障碍,所以允许存在各种不同的协议和编码形式,信息传输具有透明性,且无需面对电子器件处理信息速率难以提高的困难.二.全光网的优点:基于波分复用的全光通信网,能比传统的电信网提供更为巨大的通信容量,可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性。

全光网具备如下以往通信网和现行光通信系统所不具备的优点:1.全光网通过波长选择器来实现路由选择,即以波长来选择路由,对传输码率、数据格式以及调制方式均具有透明性,可以提供多种协议业务,可不受限制地提供端到端业务.透明性是指网络中的信息在从源地址到目的地址的过程中,不受任何干涉。

由于全光网中信号的传输全在光域中进行,信号速率、格式等仅受限于接收端和发射端,因此全光网对信号是透明的。

2。

全光网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。

3.全光网络具备可扩展性,加入新的网络节点时,不影响原有网络结构和设备,降低了网络成本.4.可根据通信业务量的需求,动态地改变网络结构,充分利用网络资源,具有网络的可重组性.5.全光网络结构简单,端到端采用透明光通路连接,沿途没有变换与存储,网中许多光器件都是无源的,可靠性高、可维护性好。

光通信中的关键技术

光通信中的关键技术

光通信中的关键技术光纤通信技术的出现是通信史上的一次重要革命。

作为宽带传输解决方案的光纤通信从其诞生之日起,就受到人们的特别重视.并且一直保持着强劲的发展势头。

特别是在20世纪90年代中期到末期的这段时间,无论是在技术方面还是在其相关产品方面,光通信都得到了飞速的发展,并确立了其在通信领域不可替代的核心地位。

当前,光通信技术正以超乎人们想像的速度发展。

在过去的10年里,光传输速率提高了100倍,预计在未来1O年里还将提高100倍左右。

IP业务持续的指数式增长,对光通信的发展带来了新的机遇和挑战:一方面,IP巨大的业务量和不对称性刺激了波分复用(WDM)技术的应用和迅猛发展;另一方面,IP业务与电路变换的差异也对基于电路交换的SDH(同步数字系列)提出了挑战。

光通信本身也正处在深刻的变革之中,特别是“光网络”的兴起和发展,在光域上可进行复用、解复用、选路和交换,可以充分利用光纤的巨大带宽资源增加网络容量,实现各种业务的“透明”传输,所以光通信技术更是成了人们关注的焦点。

本文将对光通信中的几种重要技术作一简要介绍和展望。

一、复用技术1.时分复用技术(TDM)复用技术是加大通信线路传输容量的好办法。

数字通信利用时分复用技术,数字群系列先是PDH各群,后有SDH各群,由电的合路/分路器和合群/分群器(MUX/De-MUX)构成。

电的TDM目前的最高数字应用速率为10Gbit/s。

把这最高数字速率的数字群向光纤上的光载波直接调制,就成为光纤传输的最高数字速率。

而光纤本身却有很大的潜在容量,所以说光纤受到电的最高速率的限制。

实际上当传输速率由10Gbit/s提高到20Gbit/s左右时已接近半导体技术或微电子工艺的技术极限,即便开发出更高速率的TDM电子器件和线路,例如采用微真空光电子器件、原子级电子开关等技术,其开发和生产成本必然昂贵,造成传输设备、系统价格很高而不可取,更何况此时光纤色散和非线性的影响更加严重,造成传输困难。

光网络-全光网.

光网络-全光网.


3
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。


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。
1 全光网概念 2 全光网关键技术
6
1.光交换技术
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浅谈全光通信网及其关键技术光信息科学与技术2008级1班黄丽 20081359046 摘要随着Internet业务和多媒体应用的快速发展,网络的业务量正急剧增加,这就要求网络必须具有高比特率数据传输能力和大吞吐量的交叉能力。

光纤通信技术出现以后,其近30THz的巨大潜在带宽容量给通信领域带来了蓬勃发展的机遇,特别是在提出信息高速公路以来,光技术开始渗透于整个通信网,光纤通信有向全光网推进的趋势。

本文粗略描述了全光网的发展与现状,讨论了全光通信技术,并对全光网的发展进行了展望。

关键词全光通信网全光通信技术正文一.全光网的概念:所谓全光网,就是网中直到端用户节点之间的信号通道仍然保持着光的形式,即端到端的完全的光路,中间没有电转换的介入。

数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行,而其在各网络节点的交换则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备(OXC)。

在全光网络中,由于没有光电转换的障碍,所以允许存在各种不同的协议和编码形式,信息传输具有透明性,且无需面对电子器件处理信息速率难以提高的困难。

二.全光网的优点:基于波分复用的全光通信网,能比传统的电信网提供更为巨大的通信容量,可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性。

全光网具备如下以往通信网和现行光通信系统所不具备的优点:1.全光网通过波长选择器来实现路由选择,即以波长来选择路由,对传输码率、数据格式以及调制方式均具有透明性,可以提供多种协议业务,可不受限制地提供端到端业务。

透明性是指网络中的信息在从源地址到目的地址的过程中,不受任何干涉。

由于全光网中信号的传输全在光域中进行,信号速率、格式等仅受限于接收端和发射端,因此全光网对信号是透明的。

2.全光网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。

3.全光网络具备可扩展性,加入新的网络节点时,不影响原有网络结构和设备,降低了网络成本。

4.可根据通信业务量的需求,动态地改变网络结构,充分利用网络资源,具有网络的可重组性。

5.全光网络结构简单,端到端采用透明光通路连接,沿途没有变换与存储,网中许多光器件都是无源的,可靠性高、可维护性好。

三、全光网的体系结构和基本结构利用波分复用技术的全光通信网将采用三级体系结构。

最低一级(0级)是众多单位各自拥有的局域网(LAN),它们各自连接若干用户的光终端(OT)。

每个0级网的内部使用一套波长,但各个0级网多数也可使用同一套波长,即波长或频率再用。

全光网的中间一级(1级)可看作许多城域网(MAN),它们各自设置波长路由器连接若干个0级网。

最高一级(2级)可以看作全国或国际的骨干网,它们利用波长转换器或交换机连接所有的1级网。

全光网的基本结构可以分为光网络层和电网络层。

全光网络层是光链路相连的部分,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。

光网络层的拓扑结构可以是环形、星形和网孔形等,交换方式可采用空分、时分或波分光交换。

电网络层中的ADM为电子分插复用器,它能够把高速STM-N光信号直接分纤成各种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。

DXC相当于自动数字配线架的数字交叉连接设备,它可以对各种端口速率(PDH或SDH)进行可控的连接和再连接。

所谓交叉连接也是一种“交换功能”,所以电网络层中有各种电子交换,从程控交换(如PABX)、ATM交换(如视频、数据信号的交换)到未来的某种交换(如图像、多媒体信号的交换)。

四、全光网络中的关键技术——全光通信技术全光通信技术也是一种光纤通信技术,该技术是针对普通光纤系统中存在着较多的电子转换设备而进行改进的技术,该技术确保用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术,即数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行,而其在各网络节点的交换则采用全光网络交换技术。

全光通信的实现,可以分为两个阶段来完成:首先是在点-点光纤传输系统中,整条线路中间不需要作任何光/电和电/光的转换,这样,网内光信号的流动就没有光电转换的障碍,信息传递过程无需面对电子器件速率难以提高的困难。

这样的长距离传输完全靠光波沿光纤传播,称为发端与收端间点-点全光传输。

那么整个光纤通信网任一用户地点应该可以设法做到与任一其它用户地点实现全光传输,这样就组成全光传送网;其次在完成上述用户间全程光传送网后,有不少的信号处理、储存、交换,以及多路复用/分接、进网/出网等功能都要由电子技术转变成光子技术完成,整个通信网将由光实现传输以外的许多重要功能,完成端到端的光传输、交换和处理等,这就形成了全光通信发展的第二阶段,将是更完整的全光通信。

光纤通信自20世纪90年代开始应用波分复用(WDM)技术后,很快就从“一纤一波”发展到“一纡多波”,特别是密集波分复用(DWDM)技术的采用,一根光纤已从传送40波发展到l60波,传送带宽已达10吉赫,并向40吉赫发展,展现了极大的潜力。

可是,在传统的光纤通信系统中,当光信息流传送到节点时,都需要将光信号转变为电信号,再由电子器件对电信号进行处理,然后再将电信号转变为光信号继续往下传送。

而电子器件的处理能力相对于光纤通信的发展来说已经是跟不上了,而且存在节点不灵活、选路能力差等问题,这就成了光纤通信发展的“电子瓶颈”。

全光通信的实现将使上述问题迎刃而解。

实现透明的、具有高度生存性的全光通信网是宽带通信网未来发展目标,而要实现这样的目标需要有先进的技术来支撑,下面就是实现准确、有效、可靠的全光通信应采用的技术:1、光层开销处理技术:该技术是用信道开销等额外比特数据从外面包裹Och客户信号的一种数字包封技术,它能在光层具有管理光信道(Och)的OAM(操作、管理、维护)信息的能力和执行光信道性能监测的能力,该技术同时为光网络提供所有SONET/SDH网所具有的强大管理功能和高可靠性保证。

2、光监控技术:在全光通信系统中,必须对光放大器等器件进行监视和管理。

一般技术采用额外波长监视技术,即在系统中再分插一个额外的信道传送监控信息。

而光监控技术采用1510nm波长,并且对此监控信道提供ECC的保护路由,当光缆出现故障时,可继续通过数据通信网(DCN)传输监控信息。

3、信息再生技术:大家知道,信息在光纤通道中传输时,如果光纤损耗大和色散严重将会导致最后的通信质量很差,损耗导致光信号的幅度随传输距离按指数规律衰减,这可以通过全光放大器来提高光信号功率。

色散会导致光脉冲发生展宽,发生码间干扰,使系统的误码率增大,严重影响了通信质量。

因此,必须采取措施对光信号进行再生。

目前,对光信号的再生都是利用光电中继器,即光信号首先由光电二极管转变为电信号,经电路整形放大后,再重新驱动一个光源,从而实现光信号的再生。

这种光电中继器具有装置复杂、体积大、耗能多的缺点。

而最近,出现了全光信息再生技术,即在光纤链路上每隔几个放大器的距离接入一个光调制器和滤波器,从链路传输的光信号中提取同步时钟信号输入到光调制器中,对光信号进行周期性同步调制,使光脉冲变窄、频谱展宽、频率漂移和系统噪声降低,光脉冲位置得到校准和重新定时。

全光信息再生技术不仅能从根本上消除色散等不利因素的影响,而且克服了光电中继器的缺点,成为全光信息处理的基础技术之一。

4、动态路由和波长分配技术:给定一个网络的物理拓扑和一套需要在网络上建立的端到端光信道,而为每一个带宽请求决定路由和分配波长以建立光信道的问题也就是波长选路由和波长分配问题(RWA)。

目前较成熟的技术有最短路径法、最少负荷法和交替固定选路法等。

根据节点是否提供波长转换功能,光通路可以分为波长通道(WP)和虚波长通道(VWP)。

WP可看作VMP的特例,当整个光路都采用同一波长时就称其为波长通道反之是虚波长通道。

在波长通道网络中,由于给信号分配的波长通道是端到端的,每个通路与一个固定的波长关联,因而在动态路由和分配波长时一般必须获得整个网络的状态,因此其控制系统通常必须采用集中控制方式,即在掌握了整个网络所有波长复用段的占用情况后,才可能为新呼叫选一条合适的路由。

这时网络动态路由和波长分配所需时间相对较长。

而在虚波长通道网络中,波长是逐个链路进行分配的,因此可以进行分布式控制,这样可以大大降低光通路层选路的复杂性和选路所需的时间但却增加了节点操作的复杂性。

由于波长选路所需的时间较长,近期提出了一种基于波长作为标记的多协议波长标记交换(MPLS)的方案,它将光交叉互联设备视为标记交换路由器进行网络控制和管理。

在基于MPLS的光波长标记交换网络中的光路由器有两种:边界路由器和核心路由器。

边界路由器用于与速率较低的网络进行业务接入,同时电子处理功能模块完成MPLS中较复杂的标记处理功能,而核心路由器利用光互联和波长变换技术实现波长标记交换和上下路等比较简单的光信号处理功能。

它可以更灵活地管理和分配网络资源,并能较有效地实现业务管理及网络的保护、恢复。

5、光时分多址(OTDMA)技术:该技术是在同一光载波波长上,把时间分割成周期性的帧,每一个帧再分割成若干个时隙(无论帧或时隙都是互不重叠的),然后根据一定的时隙分配原则,使每个光网络单元(ONU)在每帧内只按指定的时隙发送信号,然后利用全光时分复用方法在光功率分配器中合成一路光时分脉冲信号,再经全光放大器放大后送入光纤中传输。

在交换局,利用全光时分分解复用。

为了实现准确,可靠的光时分多址通信,避免各ONU向上游发送的码流在光功率分配器合路时可能发生碰撞,光交换局必须测定它与各ONU 的距离,井在下行信号中规定光网络单元(ONU)的严格发送定时。

6、光突发数据交换技术:该技术是针对目前光信号处理技术尚未足够成熟而提出的,在这种技术中有两种光分组技术:包含路由信息的控制分组技术和承载业务的数据分组技术。

控制分组技术中的控制信息要通过路由器的电子处理,而数据分组技术不需光电/电光转换和电子路由器的转发,直接在端到端的透明传输信道中传输。

7、光波分多址(WDMA)技术:该技术是将多个不同波长且互不交叠的光载波分配给不同的光网络单元(ONU),用以实现上行信号的传输,即各ONU根据所分配的光载波对发送的信息脉冲进行调制,从而产生多路不同波长的光脉冲,然后利用波分复用方法经过合波器形成一路光脉冲信号来共享传输光纤并送入到光交换局。

在WDMA系统中为了实现任何允许节点共享信道的多波长接入,必须建立一个防止或处理碰撞的协议,该协议包括固定分配协议、随机接入协议(包括预留机制、交换和碰撞预留技术)及仲裁规程和改装发送许可等。

8、光转发技术:在全光通信系统中,对光信号的波长、色散和功率等都有特殊的要求,为了满足ITU-T标准规范,必须采用光-电-光的光转发技术对输入的信号光进行规范,同时采用外调制技术克服长途传输系统中色散的影响。

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