全光网络技术发展趋势研究(新)

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1、科目现代通信系统姓名江海蓉学号2013358专业信号与信息处理指导老师李晖全光通信网口前，光通信的发展主要向更大的容量发展，但是，在向大容量进军的同时，如何有效的运行、管理和维护如此大规模的网络已经逐渐被人们关注。为此人们提出了全光通信网的概念，指出了未來光通信的发展方向。1.1全光网概述随着社会的进步，可以极大丰富和改善人们通信效果和质量的宽带视频、多媒体业务、基于IP的实时/准实时业务等新兴数据业务的社会需求不断增长。由于新兴业务占用的带宽资源较多，高速宽带综合业务网络已成为本世纪通信网络的发展趋势，而光纤具冇巨人的带宽,1.55im波长附近200nm范围内，传输损耗

2、较低。由公式f=c/九，其中f为频率、入为波氏、c=3xlO8m/s为光速，可得知200nm的对应带宽约为25THz(lTHz=1012Hz)o在波长附近,也有约25THz可利用的带宽。这样，一根光纤可提供的理论传输带宽约为50THzo但是，口前串行电信号传输速率上限为40Gbps,即使用此速率在光纤上传输，也仅利用了光纤容量的千分之一。在众多的网络技术实现方案中，基于电子技术的网络方案由于受限于器件工作上限速率40G,难以完成高速宽带综合业务的传送和交换处理，网络中还会出现带宽“瓶颈只有基于光纤的全光网络方案能提供高速、大容量的传输及处理能力，打破信息传输的“瓶颈”，可

3、以在很长的时间内适应高速宽带业务的带宽需求。全光网络(全光通信网络)是指光信息流在网络屮的传输及交换时始终以光的形式存在，而不需要经过光/电、电/光变换。也就是说,信息从源节点到目的节点的传输过程中始终在光域内，波长成为全光网络的最基本单元。曲于全光网络中的信号传输全部在光域内进行，因此，全光网络具有对信号的透明性，它通过波长选择器件实现路由选择。全光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，成为下一代高速(超高速)宽带网络的首选。未来光通信网络发展的主要趋势为：组网方式开始从简单的点到点传输向光层联网方式前进，改进组网效率和灵活性；光联网将从静态联网开始向智

4、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。1.2通信网络的发展概况1.第一代网络电缆网络电缆网络采用传输电缆将各网络节点连接在一起，该传输网络技术已经相当成熟，根据传输信号不同，传输电缆可以是同轴电缆也可以是双绞线电缆，该网络传输损耗大，频带较窄，主要利用频分复用技术(FDM)来提高带宽。电缆网络具有以下特点:主要用于传输模拟信号；各传输节点对信号产生一定的时延、噪声和失真；传输距离较短；可靠性较低，这些特点是由于整个网络都是在电信号领域完成信号的传输、交换、处理等

5、功能，必然受到电了器件自身物理参数极限的限制。1.第二代网络光电混合网络光电混合传输网络是在各个节点之间用光缆代替电缆，实现节点之间传输光缆化，节点仍采用电了处理与交换设备，节点至用户终端Z间仍采用电缆网络，这是目而广泛采用的网络。光缆与电缆比较具有如下优点:通信容量大，传输距离远，抗电磁干扰性能好，传输质量佳，节省金属材料资源。特别是数字传输干线釆用时分复用(OTDM)技术，充分挖掘光纤的带宽资源，实现大容量信息在网络节点上的交换。目前应用最广的是数字同步复接体系(SDH),这种网络实现了传输干线信息的远距离高速大容量传输。3.第三代网络全光网络全光网络以光节点代替电节

6、点，光节点之间采用光纤互联在一起，实现信息完全在光领域的传输与交换，是未來信息网络的核心。全光网络最显著的优点是它的开放性，它对所有不同调制频率、不同速率和协议、不同制式的信号都同吋兼容，是完全透明的，并允许几代传输设备(PDH/SDH/ATM)共存于一个传输网络系统；全光网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点(包括无源分路/合路器)而不必安装新的信号交换与处理设备。全光网络与光电混合网络的最大区别在于它具有最少量的电/光-光/电转换设备，任何一个光节点都无需为其他节点处理信息与服务，光节点与用户终端Z间的信号传输与处理均在光域进行。全光网络具有如下优点：1)提供

7、巨大的带宽。2)与无线或铜线比，处理速度高且误码率低。3)采用光路交换的全光网络具有协议透明性，即对信号形式无限制。允许采用不同的速率和协议，有利于网络应用的灵活性。4)全光网中采用了较多无源光器件，省去了庞大的光/电/光转换工作量及设备，提高网络整体的交换速度，降低了成本并有利于提高可靠性。对于全光网络的发展来说，口前述存在一些技术挑战，如光网络的网络管理、网络的互连和互操作、光性能的监视和测试等。网络管理除了基本的功能外，核心光网络的网络管理应包括下列功能：光波长路由管理、端到端性能监控、保护与恢复、疏导和资源分配策略管理