chapter光纤通信新技术
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OADM
具有动态光上下路功 能的DWDM传送网
全动态光上下路/光交 叉互连DWDM传送网
OADM
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O
O
O
A
A
A D M
D
D
M
MO
A
OADM
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OXC
O
OXC
D
X
OM
具有动态光上下路和静态光交
C
O A
叉互连功能的DWDM传送网
OADM
OADM
OADM O
A
OADM
D M
A D M
D
具有静态光上下路功能
络，是一种综合、开放的网络构架。
▪ 从业务上看，应支持话音和视频业务及多媒体业务
▪ 从网络上看，在垂直方向应包括业务层和传送层，在水平方
向应覆盖核心网和边缘网。
▪ 是一个极其松散定义的术语，泛指不同于目前的数据为中心
的融合网络
▪ 如果特指业务层则下一代网络指下一代业务网络，
▪ 如果特指传送层，则下一代网络指下一代传送网络。
chapter光纤通信新技术
4
光传送网络体系结构
光传送网的功能：为透明传送SDH、PDH、ATM、IP等业务 信号提供光通道。
IP ATM SDH
Optical (Photonic Network)
IP SDH
Optical (Photonic Network)
IP MPLS
Optical (Photonic Network)
网络的分层及其演化
chapter光纤通信新技术
5
SDH和OTN的分层结构
IP业务的传送
电路层 通道层
电路层 PDH 通道层
电路层
虚道层
SDH 通道层 虚道层
IP头处理、分段、 转发（光域）
复用段层
再生段层 物理层(光纤)
SDH网络
电复用段层 电复用段层 光信道层OCH 光复用段层OMS
光传输段层OTS 物理层(光纤)
式前进，改进组网效率和灵活性；
▪ 光联网将从静态联网开始向智能化动态联网方向
发展，改进网络响应和生存性是未来发展的一项主要 任务；
▪ 智能网络对于运营商在竞争中推出与众不同的服
务，以及节省运营开支起着至关重要的作用。
chapter光纤通信新技术
9
光网络的发展趋势
网络功能
具有静态光上下路功 能的WDM点到点传输
OXC
M
WDM点到点传输
的DWDM点到点传输
DWDM点到点传输
OADM
OADM
1996
2000
ຫໍສະໝຸດ Baidu2005
chapter光纤通信新技术
时间 2010
10
§9.2 光交换技术
光交换：对送来的光信号直接进行交换，无需光/电/光变换
实现全光通信的关键技术
光的“电路”交换（OCS:Optical Circuit Switching） ▪ 空分光交换 ▪ 时分光交换 ▪ 波分/频分光交换 ▪ 码分光交换
光网络）。
▪ 引入动态交换是传送网概念重大突破，是传送网一次革命
chapter光纤通信新技术
7
光传送网络的全光化和智能化
现状：
▪ 全光网（AON）: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O/E/O。
▪ 光域实现放大、整形、时钟提取、波长变换等十分困难
▪ 无法在光域上增加开销对信号进行监视，管理和维护还
▪ 时分光交换（Time Division Optical Switching）是以时分复用
为基础，用时隙互换原理来实现交换功能。
▪ 时隙互换是指把N路时分复用信号中各个时隙的信号互换位置。 ▪ 时分光交换中最核心的工作是将时分复用信号顺序地存入存储器并
将经过时隙互换操作后形成的另一时隙阵列顺序地取出。
光传送网络
(没有
IP包封成光分组、 光通路连接信息适 配、光通路监控 光分组的复用、段 信息适配、段监控
在光纤介质上提供 传输功能
▪ IP层
采用波长交换路由技术
▪ 光信道层 需要有全光交换技术、全光路由等；
▪ 光复用段层 需采用光波复用技术，如OCDM、OTDM、DWDM；
▪ 光传输段层 需解决光信号的放大、色散管理。
光分组交换（OPS: Optical Packet Switching） ▪ ATM光交换 ▪ IP包光交换 ▪ 光突发交换
复合光交换：采用两种或多种交换方式
chapter光纤通信新技术
11
空分光交换
▪ 空分光交换（Space Division Optical Switching）技术是指通过
必须依靠电信号进行
▪ 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
目前的光传送网智能性很低，大部分采用的都是固定的
光链路连接模式，对高速带宽的指配基本上是静态的，不能
满足可预见的客户层需求。
chapter光纤通信新技术
8
光传送网络的全光化和智能化
主要发展趋势：
▪ 组网方式开始从简单的点到点传输向光层联网方
▪ 关键器件：光开关和光存储器
chapter光纤通信新技术
6
下一代光传送网提出
▪ 由于IP业务量本身的不确定性和不可预性、自相似性和不
对称性，IP业务对网络带宽的动态分配要求越来越迫切。
▪ 传统的主要靠人工配置网络连接,原始方法耗时费力，不
仅难以适应现代网络和新业务提供拓展的需要，也难以适 应市场竞争的需要。
▪ 自动交换传送网(ASTN)：能够自动完成网络连接 ▪ 以OTN为基础的ASTN称为自动交换光网络ASON （简称智能
▪ 泛指的下一代网可以指两者，也可单指下一代业务网络。
▪ 下一代网络应该是因特网与电信网技术的结合，即"IP十
QoS=NGN"
chapter光纤通信新技术
3
§9.1 下一代光网络
NGN的特点
▪ 业务节点将是基于软交换的体系； ▪ 传送网络将是自动交换传送网(ASTN)； ▪ 城域网技术将是多业务传送平台(MSTP) ▪ 移动通信将是3G和超3G技术 ▪ 协议将是IPv6
第九章 光纤通信新技术
chapter光纤通信新技术
1
主要内容
❖ 下一代光网络 ❖ 光交换技术 ❖ 智能光网络 ❖ 全光网络通信 ❖ 量子通信技术
chapter光纤通信新技术
2
§9.1 下一代光网络
下一代网络（NGN,Next Generation Network）
▪ 是以软交换为中心，以智能OTN为光传输的开放的宽带IP网
控制光选通元件的通断，实现空间任意两点（点到点、一点到多点、 多点到一点）的直接光通道连接。
▪ 实现的方法是通过空间光路的转换加以实现， ▪ 关键器件：光开关及相应的光开关阵列矩阵。
8× 8 光开关矩阵
光
光
用 户
耦 合 器
耦 合 器
监控电路
用 户
用 户
呼叫处理中心
chapter光纤通信新技术
12
时分光交换
具有动态光上下路功 能的DWDM传送网
全动态光上下路/光交 叉互连DWDM传送网
OADM
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具有动态光上下路和静态光交
C
O A
叉互连功能的DWDM传送网
OADM
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OADM O
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A D M
D
具有静态光上下路功能
络，是一种综合、开放的网络构架。
▪ 从业务上看，应支持话音和视频业务及多媒体业务
▪ 从网络上看，在垂直方向应包括业务层和传送层，在水平方
向应覆盖核心网和边缘网。
▪ 是一个极其松散定义的术语，泛指不同于目前的数据为中心
的融合网络
▪ 如果特指业务层则下一代网络指下一代业务网络，
▪ 如果特指传送层，则下一代网络指下一代传送网络。
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4
光传送网络体系结构
光传送网的功能：为透明传送SDH、PDH、ATM、IP等业务 信号提供光通道。
IP ATM SDH
Optical (Photonic Network)
IP SDH
Optical (Photonic Network)
IP MPLS
Optical (Photonic Network)
网络的分层及其演化
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5
SDH和OTN的分层结构
IP业务的传送
电路层 通道层
电路层 PDH 通道层
电路层
虚道层
SDH 通道层 虚道层
IP头处理、分段、 转发（光域）
复用段层
再生段层 物理层(光纤)
SDH网络
电复用段层 电复用段层 光信道层OCH 光复用段层OMS
光传输段层OTS 物理层(光纤)
式前进，改进组网效率和灵活性；
▪ 光联网将从静态联网开始向智能化动态联网方向
发展，改进网络响应和生存性是未来发展的一项主要 任务；
▪ 智能网络对于运营商在竞争中推出与众不同的服
务，以及节省运营开支起着至关重要的作用。
chapter光纤通信新技术
9
光网络的发展趋势
网络功能
具有静态光上下路功 能的WDM点到点传输
OXC
M
WDM点到点传输
的DWDM点到点传输
DWDM点到点传输
OADM
OADM
1996
2000
ຫໍສະໝຸດ Baidu2005
chapter光纤通信新技术
时间 2010
10
§9.2 光交换技术
光交换：对送来的光信号直接进行交换，无需光/电/光变换
实现全光通信的关键技术
光的“电路”交换（OCS:Optical Circuit Switching） ▪ 空分光交换 ▪ 时分光交换 ▪ 波分/频分光交换 ▪ 码分光交换
光网络）。
▪ 引入动态交换是传送网概念重大突破，是传送网一次革命
chapter光纤通信新技术
7
光传送网络的全光化和智能化
现状：
▪ 全光网（AON）: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O/E/O。
▪ 光域实现放大、整形、时钟提取、波长变换等十分困难
▪ 无法在光域上增加开销对信号进行监视，管理和维护还
▪ 时分光交换（Time Division Optical Switching）是以时分复用
为基础，用时隙互换原理来实现交换功能。
▪ 时隙互换是指把N路时分复用信号中各个时隙的信号互换位置。 ▪ 时分光交换中最核心的工作是将时分复用信号顺序地存入存储器并
将经过时隙互换操作后形成的另一时隙阵列顺序地取出。
光传送网络
(没有
IP包封成光分组、 光通路连接信息适 配、光通路监控 光分组的复用、段 信息适配、段监控
在光纤介质上提供 传输功能
▪ IP层
采用波长交换路由技术
▪ 光信道层 需要有全光交换技术、全光路由等；
▪ 光复用段层 需采用光波复用技术，如OCDM、OTDM、DWDM；
▪ 光传输段层 需解决光信号的放大、色散管理。
光分组交换（OPS: Optical Packet Switching） ▪ ATM光交换 ▪ IP包光交换 ▪ 光突发交换
复合光交换：采用两种或多种交换方式
chapter光纤通信新技术
11
空分光交换
▪ 空分光交换（Space Division Optical Switching）技术是指通过
必须依靠电信号进行
▪ 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
目前的光传送网智能性很低，大部分采用的都是固定的
光链路连接模式，对高速带宽的指配基本上是静态的，不能
满足可预见的客户层需求。
chapter光纤通信新技术
8
光传送网络的全光化和智能化
主要发展趋势：
▪ 组网方式开始从简单的点到点传输向光层联网方
▪ 关键器件：光开关和光存储器
chapter光纤通信新技术
6
下一代光传送网提出
▪ 由于IP业务量本身的不确定性和不可预性、自相似性和不
对称性，IP业务对网络带宽的动态分配要求越来越迫切。
▪ 传统的主要靠人工配置网络连接,原始方法耗时费力，不
仅难以适应现代网络和新业务提供拓展的需要，也难以适 应市场竞争的需要。
▪ 自动交换传送网(ASTN)：能够自动完成网络连接 ▪ 以OTN为基础的ASTN称为自动交换光网络ASON （简称智能
▪ 泛指的下一代网可以指两者，也可单指下一代业务网络。
▪ 下一代网络应该是因特网与电信网技术的结合，即"IP十
QoS=NGN"
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3
§9.1 下一代光网络
NGN的特点
▪ 业务节点将是基于软交换的体系； ▪ 传送网络将是自动交换传送网(ASTN)； ▪ 城域网技术将是多业务传送平台(MSTP) ▪ 移动通信将是3G和超3G技术 ▪ 协议将是IPv6
第九章 光纤通信新技术
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1
主要内容
❖ 下一代光网络 ❖ 光交换技术 ❖ 智能光网络 ❖ 全光网络通信 ❖ 量子通信技术
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2
§9.1 下一代光网络
下一代网络（NGN,Next Generation Network）
▪ 是以软交换为中心，以智能OTN为光传输的开放的宽带IP网
控制光选通元件的通断，实现空间任意两点（点到点、一点到多点、 多点到一点）的直接光通道连接。
▪ 实现的方法是通过空间光路的转换加以实现， ▪ 关键器件：光开关及相应的光开关阵列矩阵。
8× 8 光开关矩阵
光
光
用 户
耦 合 器
耦 合 器
监控电路
用 户
用 户
呼叫处理中心
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12
时分光交换