摘?要：全光網(wǎng)是指信息從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸完全在光域上進(jìn)行，即全部采用光波技術(shù)完成信息的傳輸和交換的寬帶網(wǎng)絡(luò)。它克服了原有電路交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘偏移、漂移、串話、響應(yīng)速度慢、固有的RC參數(shù)等缺點(diǎn)。目前，光纖通信系統(tǒng)與衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信系統(tǒng)共同構(gòu)成綜合通信網(wǎng)絡(luò)，已成為國家信息基礎(chǔ)設(shè)施的支柱。

關(guān)鍵詞：全光網(wǎng)技術(shù)思考

中圖分類號(hào)：TN929.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）10（a）-0055-01

下一代光網(wǎng)絡(luò)“全光網(wǎng)”技術(shù)思考

馬志剛

（遼寧省盤錦市遼河油田通信公司?遼寧盤錦?124010）

摘?要：全光網(wǎng)是指信息從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸完全在光域上進(jìn)行，即全部采用光波技術(shù)完成信息的傳輸和交換的寬帶網(wǎng)絡(luò)。它克服了原有電路交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘偏移、漂移、串話、響應(yīng)速度慢、固有的RC參數(shù)等缺點(diǎn)。目前，光纖通信系統(tǒng)與衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信系統(tǒng)共同構(gòu)成綜合通信網(wǎng)絡(luò)，已成為國家信息基礎(chǔ)設(shè)施的支柱。

關(guān)鍵詞：全光網(wǎng)技術(shù)思考

中圖分類號(hào)：TN929.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）10（a）-0055-01

隨著光纖通信技術(shù)的迅速發(fā)展，許多學(xué)者提出了“全光網(wǎng)絡(luò)”的概念。光纖通信系統(tǒng)主要由3部分構(gòu)成：光發(fā)送機(jī)、光纖傳輸線及光接收機(jī)。光發(fā)送機(jī)是將來自電發(fā)送機(jī)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，藕合到光纖中進(jìn)行傳輸，到達(dá)光接收機(jī)后，由光電探側(cè)器再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)處理后送到電接收機(jī)。在長途通信系統(tǒng)中，光信號(hào)在光纖中受到損耗、色散的影響，質(zhì)量變差，因此還需在中途進(jìn)行中繼，即對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、整形，以獲得高質(zhì)量的信號(hào)。在光纖通信系統(tǒng)中，限制傳輸距離的因素是光纖的損耗和色散。除此之外，光纖的非線性效應(yīng)也是影響光纖傳輸屬性的重要原因。在應(yīng)用光放大器從而在基本上解決了光纖損耗的現(xiàn)象之后，系統(tǒng)中無須在每個(gè)中繼站進(jìn)行信號(hào)定時(shí)再生，而直接將光信號(hào)放大，取代傳統(tǒng)的經(jīng)過光/電/光轉(zhuǎn)換的電中繼器，從而實(shí)現(xiàn)自始至終的光傳輸方式，其中加之光復(fù)用、光交換和光的信息處理技術(shù)，使之實(shí)現(xiàn)任何點(diǎn)到點(diǎn)之間的光信息的共有或交互傳遞過程，即實(shí)現(xiàn)全光通信。全光通信是技術(shù)迅猛發(fā)展所催化的產(chǎn)物，通過將骨干長途傳輸系統(tǒng)中再生站內(nèi)光/電轉(zhuǎn)換的數(shù)目減至最少，可以降低網(wǎng)絡(luò)成本，這是驅(qū)動(dòng)傳輸網(wǎng)向“全光”演變的重要因素。

1 全光網(wǎng)的特點(diǎn)

全光網(wǎng)是利用波長組網(wǎng)，在光域上完成信號(hào)的選路、交換等，它具有以下特點(diǎn)。

（1）通信容量特別大，適合于高速率的數(shù)字通信；

（2）傳輸損耗低，中繼距離長；

（3）中繼站無需幅度均衡措施，電路簡單；

（4）多根光纖可以組成光纜，而且相鄰光纖之間幾乎沒有串音，通信質(zhì)量有保證；

（5）光沿光纖傳播，沒有大地電回路，沒有接地問題，不受大地電流影響；

（6）不受電磁、靜電及人為干擾，特別適用于電氣鐵路和電力線路的通信應(yīng)用；

（7）沒有電火花產(chǎn)生，在易燃、易爆場(chǎng)合使用（例如礦井中）安全可靠；

（8）竊聽困難，保密性好；

（9） SiO2原料豐富，取之不竭；

（10）系統(tǒng)尺寸小、重量輕、易于敷設(shè)和處理，經(jīng)濟(jì)效益高。

由于在光域上對(duì)多功能光聯(lián)網(wǎng)能力的迫切需要，國際上許多標(biāo)準(zhǔn)化組織和互操作論壇都致力于對(duì)可重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)的需求和結(jié)構(gòu)的研究。除ITU-T外，包括ANSI TI X1.5協(xié)會(huì)、光互聯(lián)網(wǎng)論壇（OIF）和IEfF在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化組織也都積極致力于與之相關(guān)的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目的研究工作。目前，ANSI TIX1.5協(xié)會(huì)的工作主要集中在建立光通路och層網(wǎng)絡(luò)所需使用的信令協(xié)議和開發(fā)所必須具有的自動(dòng)控制功能兩個(gè)方面。而光互聯(lián)網(wǎng)論壇主要從事發(fā)展和促進(jìn)不同光互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之間的互操作性，并負(fù)責(zé)對(duì)可重構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)的不同結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行評(píng)估。OLF的結(jié)構(gòu)工作組于1999年10月19日在加利弗尼亞舉行的技術(shù)會(huì)上，決定將致力于定義在光互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中提供快速維護(hù)和有效恢復(fù)功能的信令協(xié)議?？傊?，要成功地實(shí)現(xiàn)光域上的光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，很大程度上依賴于在可重構(gòu)、可編程的多功能波長分插復(fù)用（WADM）的光交叉連接（OXC）等光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上增加與之相稱的控制層技術(shù)。

2 全光網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)

2.1 光時(shí)分復(fù)用

光時(shí)分復(fù)用（OTDM）是用多個(gè)電信道信號(hào)調(diào)制具有同一個(gè)光頻的不同光通道（光時(shí)隙），經(jīng)復(fù)用后在同一根光纖中傳輸?shù)募夹g(shù)。光時(shí)分復(fù)用是一種構(gòu)成高比特率傳輸很有效的方法，它在系統(tǒng)發(fā)送端對(duì)幾個(gè)低比特率數(shù)據(jù)進(jìn)行光復(fù)用，在接收端用光學(xué)方法把它解復(fù)用出來。

2.2光交換技術(shù)

光交換技術(shù)是實(shí)現(xiàn)全光通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。與電子交換相比，光交換無須在光傳輸線路和交換機(jī)之間設(shè)置光/電或電/光變換，不存在“電子瓶頸”問題，它能充分發(fā)揮光信號(hào)的高速、寬帶和無電磁感應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。綜合迄今為止的研究成果，已有的光交換方式大致可分為5種：光空分交換、光時(shí)分交換、光波分交換、復(fù)合型光交換和自由空間光交換。因自由空間光交換具有在1mm范圍內(nèi)高達(dá)10μm量級(jí)的分辨率等顯著特點(diǎn)而被認(rèn)為是一種很有前途的新型光交換方式。但由于不少關(guān)鍵技術(shù)還沒有完全突破，例如光邏輯控制（通過光信號(hào)自身的處理去控制光信號(hào)的交換）等技術(shù)還沒有得到很好的解決，所以光交換技術(shù)的真正實(shí)用化還尚需時(shí)日。

2.3光交叉連接

光交叉連接（OXC）是全光網(wǎng)中的核心器件，它與光纖組成了一個(gè)全光網(wǎng)絡(luò)。OXC交換的是全光信號(hào)，它在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處，對(duì)指定波長進(jìn)行互連，從而實(shí)現(xiàn)波長重用。當(dāng)光纖中斷或業(yè)務(wù)失效時(shí)，OXC能夠自動(dòng)完成故障滿離、重?cái)噙x擇路由和網(wǎng)絡(luò)、重新配里等操作，使業(yè)務(wù)不中斷.即它具有高速光信號(hào)的路由選擇、網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)等功能。

通常OXC有3種實(shí)現(xiàn)方式：光纖交叉連接、波長交又連接和波長變換交叉連接。其中，光纖交叉連接以一根光纖上所有波長的總?cè)萘繛榛A(chǔ)進(jìn)行交又連接，容量大但不靈活。波長交叉連接可將任何光纖上的任何波長交叉連接到使用相同波長的任何光纖上，現(xiàn)在也有人將這種波長交叉連接稱為無源光路由器它的波長可以通過空間分割實(shí)現(xiàn)重用。波長變換交叉連接可將任何光纖上的任何波長交叉連接到使用不同波長的任何光纖上，具有最高的靈活性。它和波長交叉連接的區(qū)別是可以進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換。

3 全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展目標(biāo)

全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展目標(biāo)將分兩個(gè)階段完成。第一階段為全光傳送網(wǎng)，即在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖傳輸系統(tǒng)中，全程不需要任何光/電轉(zhuǎn)換。在這一階段中，全光中繼、光的上下復(fù)用技術(shù)和波分技術(shù)是其關(guān)鍵技術(shù)。第二階段目地是要建成完整的全光網(wǎng)。建成用戶全程光傳送網(wǎng)只是第一步，在后續(xù)的工作中有很多的信號(hào)處理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、信息交換以及多路復(fù)用及復(fù)用、業(yè)務(wù)分布循環(huán)等功能都需要光子科技來處理，完成端口到端口的光傳送、交換和處理等功能。在這一階段中，涉及全光交換、光交叉連接、光插分復(fù)用、波長轉(zhuǎn)換以及信道爭奪解決和同步等關(guān)鍵技術(shù)。

4 結(jié)語

全光網(wǎng)的巨大優(yōu)勢(shì)，加之互聯(lián)網(wǎng)泡沫的刺激、超大容量WDM技術(shù)紀(jì)錄不斷刷新，應(yīng)運(yùn)而生的“全光網(wǎng)”概念迎合了人們的這種需要。它寄托了人們簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、增加通信容量、延長通信距離的美好愿望和理想。

參考文獻(xiàn)

[1]陳雪.光網(wǎng)絡(luò)專輯無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M]. 北京郵電大學(xué)出版社，2006.

[2]顧畹義.光纖通信系統(tǒng)修訂版[M].北京郵電大學(xué)出版社，2006.

[3]（美）格倫·克雷默著.基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)[M].北京郵電大學(xué)出版社，2007.