全光网络的发展历程与发展趋势.doc

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1、全光网络的发展历程与发展趋势彭承柱彭明宇摘要：本文阐述全光网络如何经过WDM技术的发展与演变、全光网络的技术研发、过渡到白动光交换网、W.到当前智能光交换网络的发展历程与发展趋势。1引言据国外统计，骨干因特网的带宽在1997年为622Mbps,1998年是2.5Gbps,1999年突破lOGbps,2000年接近40Gbps；也就是说每经过6-9个月因特网的帶宽或业务量翻•番。按照目前单波长光纤系统的传输速率最高为40Gbps考虑，仅因特网的数据流就占满了整个单波长系统的传输容疑，更不用说宽带业务和其他多媒体应用了。事实上随着因特网的飞速发展，儿乎在网络

2、的所有层面，如企业网、接入网，传输、选路与交换等都在研发与应川高速宽带技术。带宽的〃饥渴〃极人地促进了DWDM技术的快速发展，基础速率为2.5Gbps/10bps的8波、16波、32波、40波乃至80波的DWDM系统已经商用，所有的波长都落在常规的C带内(1530-1565nm)；此波带乂分为蓝带和红带。各个波长或光路的间隔从100GHz(0.8nm)缩小到50GHz(0.4nm)0进一步增加波长数,例如增加到160波以上时需要应用L波带(1565-1625nm),也就是第4代WDM光纤通信系统。当波长数达到数白量级时各光路间隔将缩小到25GHz(0.2

3、nm)；此时对光源的精度与稳定度，对分光滤波器的分辨率的要求均很高。表1给出新世纪开始DWDM系统研发水平的概貌。由表1可见lOTbps的总容景业已突破，很多公司例如Ciena公司己在研发16Tbps的系统；而朗讯贝尔实验室的科研人员认为商用的DWDM系统容量最髙将达到100Tbpsa表1DWDM系统研发水平概貌系筑客盘rrbps)公旬或厂家成呆宣布时问浪长数每涼长传输速(Gbps)10.9NEC2001年3月2734010.2阿尔卡待2001年3月256407.04西门子/Optisphere2000年10月176406.40NEC2000年10月16

4、0405<12阿尔卡特2000年9月12840DWDM系统在长途光传送网屮的发展方向是超密集波分复用，超人容最和超常屮继距离传输；而在城域光传送网屮的发展方向是稀疏波分复用，超人容量、短传输距离和价廉的CWDM系统，也就是和具有第5光窗II的无水峰光纤即新的全波光纤相应的第5代WDM系统。此类光纤系统可利用的光谱是1280-1615nm,是常规对川波长范闌的数倍，复川波长数人人增加，从而经济有效地解决网络扩容问题，故WDM系统和技术的发展为全光网络打I。了物质基础。2WDM技术的发展与演变在电信运营商寻找新的创收方法的同时，他们还在力图削减成本。直到儿年

5、前，削减成本的努力n标是在传输方而。例如血癌用DWD•系统就能经济有效地扩充网络容量，极人地削减了每话路的成本。此外，在长途屮心局(CO)之间避免电信号再生是另个削减成本的丄要途径。通常每隔500km左右，光信号必须被变换到电信号，再消除失真后再变换成光信号。由于此再工过程需要再光链路两端配宜相同的设备，故比无再生中继的光链路端对系统的成本增加约1倍。采川喇曼(Raman)放人的超常茨离(L'LII)无电屮继的DWDM系统，每波长或每个光路光信号的传输距离由约500km延伸到1500-2000km3例如由芝加哥到旧金山个00-192(STM-64)光路

6、原来需要2个电再生屮继器，经过2次光一电一光变换，现在即可不再需要了.据Cable&Wireless公司的网络战略规划高级主管DaveGarbin估计，ULHDWDM系统可能会将传送--个新波长的成本减少到有电屮继系统成本的1/3,H至1/4。尽管光•电一光屮继方式对光纤的损耗和色散搜有补偿作川，但毕竞装置复杂、捉及打且损能多，使多波长复用系统变得很复杂而昂贵，故在光纤损耗限制的系统屮，采用光放人器也接放人光信号，不仅可以节省成本，同吋也为实现全光通信打下基础。也就是为什么-度出现低色散与低色散斜率型光纤，例如G.655光纤、真波光纤等新一轮建设高潮的原

7、因。目前己实现的光放人器，除去应用最多的掺钮光纤放大器(EDFA)外，就是非线性光纤放大器和半导体激光放人器=前者利用光纤屮的菲线形效应，利用受激喇曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS),实现受激喇曼散射光纤放人器和受激布里渊散射光纤放人器。喇曼光放人器能在1292nm到l&60nm很宽的光谱上放人光信号，因此，它适合于任何类型的光纤，可在选定的低色散光谱区T作，例如G.652光纤的1310nm波长区对光信号直接放大，同时其成本乂较低。它可采用同向或反向光泵，增益带有6THzo除集屮式喇曼光放人器外。分布式喇曼光纤放人器能在速率到达40Gbps的高速

8、光网络屮丁作，增加光放人器之间的距离，实际上喇曼光放人器仅是掺钮光纤放人器的一种