现代网络新技术概论 敖志刚 第8章 全光与智能光网络

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1、第8章　全光与智能光网络8.1全光网络8.2智能光网络8.3自动交换光网络新型光网络应具备下列主要特点。①标准化的路由选择和信令传输结构。②基于网状拓扑结构。③网络拓扑结构和资源自动检测。④基于SONET/SDH环的灵活的网状恢复机制。⑤通过共享带宽恢复的规划和应用以及分等级服务的资源分配。⑥通过快速连接设备性能和多厂商、内部服务提供商的协同工作。⑦用户信号带宽按需分配。8.1全光网络8.1.1全光网络的概念8.1.2全光网络的层次结构8.1.3全光网络的网络节点8.1.4全光网络的关键技术8.1.5全光联网器件及其发展8.1.1全光网络的概念全光网

2、络是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术完成的先进网络。它包括光传输、光放大、光再生、光交换、光存储、光信息处理、光信号多路复接/分插、进网/出网等许多先进的全光技术。原理上讲，全光网络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，即端到端的全光路，中间没有光电转换器，数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行。全光网络具有以下优点。①透明性好。②兼容性好，容易升级。③具备可扩展性。④具备可重构性。⑤省掉了大量电子器件。⑥可靠性高。⑦提供多种协议的业务。⑧组网灵活性高。8.1.2全光网络的层次结构全光网络本身可划分为三层，即

3、光路层、光通道层以及传输媒质层，如图8-1所示。图中的电路层本身不属于光网络范围内，然而是不可缺少的，它是介乎用户与光网络之间的通信网络。图8-1全光网络的分层结构8.1.3全光网络的网络节点1．光分插复用器OADM的功能是从传输设备中有选择的下路通往本地的信号，同时上路本地用户发往另一个节点的信号。OXC的主要功能是分离本地交换业务和非本地交换业务。OXC由光输入放大器、光解复用器、光波长可调滤波转换器、交换矩阵、光波分复用器和光输出放大器组成。光波长可调滤波转换器和交换矩阵构成了OXC的核心部分。2．光交叉连接设备图8-3光分插复用设备的结构图8

4、-4光交叉连接设备的一般结构OADM允许不同光网络的不同波长信号在不同的地点分插复用；OXC设备允许不同网络动态组合，按需分配波长资源，实现更大范围的网络互连。4．OADM/OXC在WDM全光网络中的应用8.1.4全光网络的关键技术1．全光交换（1）空分光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和空分型交换模块构成。（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，选择不同的网络通路来实现交换。（4）复合型光交换复合型光交换是指在一个交换网络中同时应用两种以上的光交换方式。（5）自由空间光交换自由空间光交换

5、可以看作是一种空分交换，它在1mm范围内具有高达10m量级的分辨率。2．光交叉连接OXC是全光网中的核心器件，是用于光纤网络节点的设备，它与光纤组成了一个全光网络。3．全光中继全光中继是直接在光路上对信号进行放大传输，用全光传输中继器代替再生中继器。可通过全光放大器来提高光信号功率。色散会导致光脉冲展宽，发生码间干扰，使系统的误码率增大。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。4．全光信息的放大和再生技术（1）光时分

6、复用OTDM是用多个电信道信号调制具有同一个光频的不同光信道，经复用后在同一根光纤传输的扩容技术。OTDM技术主要包括超窄光脉冲的产生与调制技术、全光复用/解复用技术、光定时提取技术。5．光复用/解复用技术光WDM是多个信源的电信号调制各自的光载波，经复用后在一根光纤上传输，在接收端可用外差检测的相干通信方式或调谐无源滤波器直接检测的常规通信方式实现信道的选择。目前，大部分公司的DWDM系统都是以2.5Gbit/s为基本速率的。泛欧运营商HER公司采用Ciena公司的40×2.5Gbit/s系统。目前，国内武汉邮电研究院的8×2.5Gbit/sWDM

7、系统已用于济南—青岛工程。（2）WDMOADM具有选择性，可以从传输设备中选择下路信号或上路信号，也可仅仅通过某个波长信号，同时不影响其他波长信道的传输。特别是OADM可以从一个WDM光束中分出一个信道，并且一般是以相同波长往光载波上插入新的信息。（3）OADM网络的配置管理、波长的分配管理、管理控制协议、网络的性能测试等都是网络管理方面需解决的技术。对光放大器等器件进行监视和管理一般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检错和纠错的保护路由。6．全光网的管理、控制和运

8、作8.1.5全光联网器件及其发展1．光有源器件光有源器件包括激光器、光电探测器、光放大器。全光网中常用的是半