浅谈全光通信网技术.doc

浅谈全光通信网技术科技信息计算机与网络浅谈呈光通信网技术广东电网公司揭阳供电局章海【摘要本文对全光通信网的概念,特点和关键技术做了简要说明,并介绍了全光通信网的分层结构.关键词全光通信网选择路由交换一,前言在通信网中,网络的各个节点要完成光/电/光的转换,而其中的电子器件在适应高速,大容量的需求上,存在着诸如带宽限制,时钟偏移,严重串话和高功耗等缺点,由此产生了通信网中的"电子瓶颈"现象.为了解决这一问题,人们提出了"全光网"的概念,即数据从源节点到目的节点的传输过程中始终在光域内,这就避免了在所经过的各个节点上的光电一电光转换.因为光信号在传输过程中没有经过电的处理,所以全光网不关心所传输数据的格式,能够允许各种不同的协议和编码形式,而电方式只支持单一的业务形式,当其它协议介入它所支持的协议时需增加转换设备的开销,而且使整个网络的管理趋于复杂化.全光网的另一种透明意义在于对传输的码率透明,这意味着它传输码率可以很高,上限可达到网络设计所规定的最高码率.基于波长路由和WDM技术的全光网的进一步优点在于能够在节点进行方便的上下话路和路由选择,具有良好的扩展性和重构性.二,全光通信网的概念及特点1.基本概念全光网是指信息从源节点到目的节点的传输完全在光域内进行,即全部采用光波技术完成信息的传输和交换的宽带网络.它包括光传输,光放大,光再生,光选路,光交换,光存储,光信息处理等先进的全光技术.光节点取代了现有网络的电节点,因此不受检测器,调制器等光电器件响应速度的限制,大大提高了节点的吞吐量,克服了原有节点的许多缺点.2.全光通信网的特点全光通信网是利用波长组网,在光域上完成信号的选路,交换,传输等,使通信网具备更强的可管理性,灵活性和透明性.其特点有:(1)充分利用了光纤的带宽资源,有极大的传输容量和很好的传输质量.WDM技术充分开发了光纤的带宽资源,光域的组网减速少了电/光,光,电的转换,突破了电子瓶颈.(2)全光通信网对信号是透明的.即全光通信网通过波长选择器来实现路由选择,对传输码率,数据格式以及调制方式均具有透明性,可不受限制地提供端到端业务.(3)全光通信网具备可扩展性.加入新的网络节点时,不影响原有网络结构和设备,降低了网络成本.(4)全光通信网具备可重构性.全光通信网可以根据通信容量的需求,实现恢复,建立,拆除光波长连接,即动态地改变网络结构;可为突发业务提供临时连接,从而充分利用网络资源.(5)可靠性高,可维护性好.由于全光网比现有的网络多了一个光网络层,而光网络层中的许多光波器件是无源器件,因而可靠性高,可维护性好.(6)全光通信网不仅可以与现有的通信网络兼容,而且还可以支持网络的升级.三,全光通信网的关健技术要在全光网中实现信号的透明性,可重构性传输,必须研究全光传输的关键技术.下面分别介绍这几种关键技术:(1)光交叉连接(oxcoOXC是全光网中的核心器件,它与光纤组成了一个全光网络.OXC交换的是全光信号,它在网络节点处,对指定波长进行互连,从而有效地利用波长资源,实现波长重用,也就是使用较少数量的波长,互连较大数量的网络节点.当光纤中断或业务失效时,OXC能够自动完成故障隔离,重新选择路由和网络重新配置等操作,使业务不中断,即它具有高速光信号的路由选择,网络恢复等功能.OXC除了提供光路由选择外,还允许光信号插入或分离出电网络层,它好像SDH中的DXC.(2)光分插复用(OADM).OADM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,但不要影响其他波长信道的传输.OADM在光域内实现了SDH中的分插复用器在时域内完成的功能,且具有透明性,可以处理任何格式和速率的信号,能提高网络的可靠性,降低节点成本.提高网络运行效率,是组建全光网必不可少的关键性设备.(3)掺饵光纤放大器(EDFlA).在光纤通信中采用WDM技术能实现超大容量,超高速的光传输.而EDFA的商用可以使全光中继成为现实.EDFA是8O年代末发展起来的一种新型光放大器件,它具有高增益,低噪声,宽频带,以及对数据速率与格式透明等特点.它可以对波长在15301575mm的光信号同时放大.在1550mm波段,EDFA的放大增益可达3040dB.EDFA不但结构简单,与光纤耦合方便,而且连接损耗小.EDFA可用于100个信道以上的密集波分复用传输系统,接入网中的光图像信号分配系统,空间光通信,以及用于研究非线性现象等.EDFA是目前光放大技术的主流,它能简化系统,降低传输成本,增加中继距离,提高光信号传输的透明性,是实现全光网的关键器件.四,全光通信网的分层结构ITUT在G.872中为光传送网(OTN)的分层结构作了定义:由一系列光网元经光纤链路互连而成,能按照G.872的要求提供有关客户层信号的传送,复用,选路,管理,监控和生存将整个光层细分为光通路(OCh),光复用段(OMS)和光传输段(OTS)三层.(1)光通路层光通路层(OpticalChannelLayer)负责为来自电复用段层的不同格式的客户信息(如SDH,PDH,ATM等)选择路由和分配波长.主要包括:为灵活的网络选路安排光通路连接,提供端到端连接;处理光通路开销,以便确保光通路适配信息的完整性;提供光通路层的检测,管理功能,并在故障发生时,通过重新选路或直接把工作业务切换到预定的保护路由来实现保护倒换和网恢复.(2)光复用段层光复用段层(OpticalMultiplexingSectionLayer)为多波长信号提供网络功能.主要包括:为灵活的多波长网络选路重新安排光复用段连接;光复用段开销的处理,以保证多波长光复用适配信息的完整性;为段层的远行和维护提供光复用段的监控功能.(3)光传输段层光传输段层(OpticalTransmissionSectionLayer)为光信号在不同类型的光介质(G.652,G.653,G.655光纤等)中提供传输功能.包括光传输段开销处理,以便确保光传输段适配信息的完整性;实现对光放大器或中继器的检测和控制功能等.五,结束语全光通信网因其良好的性能正受到世界各国的重视,随着通信业务需求的飞速增加,各种新技术的不断进步和完善,它必将成为未来网络发展的最终趋势.尽管在一些方面还存在着限制,但终会向实用化的方向迈进.参考文献l1jhttp:/elec.wanfangdata.CO980103.tm2乔桂红,李丽勇,吴凤修,陈一品,滑玉.光纤通信.人民邮电出版社.2009.113李立高编着.光缆通信工程.人民邮电出版社.2004217