【正文】 設(shè)計（論文）題目：全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢研究　　畢業(yè)論文目錄目　　錄摘 要 1ABSTRACT 1引　言 21 概 述 3 3 32 全光網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù) 5 波分復(fù)用（WDM） 5 光分插復(fù)用（OADM） 6 7 全光中繼 83 全光網(wǎng)絡(luò)的核心——光交換技術(shù) 10 10 10 10 11 11 12 12 154 全光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 17 17 175 光網(wǎng)絡(luò)的控制與管理技術(shù) 21 21 21 226 全光網(wǎng)的現(xiàn)狀及發(fā)展 24 24 24 24 25謝 辭 29參考文獻 30　　畢業(yè)論文摘要摘 要全光網(wǎng)絡(luò)（AON）的出現(xiàn)標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)又向前邁出了重大的一步，它與傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)相比具有卓越的性能，被稱為第三代網(wǎng)絡(luò)，不久的將來，它將成為電信、Internet等網(wǎng)絡(luò)的核心。本文簡要介紹全光網(wǎng)絡(luò)的基本概念、相關(guān)技術(shù)(全光交換、光交叉連接、全光中繼、光復(fù)用/解復(fù)用)，全光網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、全光網(wǎng)絡(luò)的管理、以及全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程、出現(xiàn)的背景、最新的國內(nèi)外進展?fàn)顩r和目前存在的技術(shù)問題和發(fā)展前景等。關(guān)鍵詞: 全光網(wǎng)絡(luò)、光波復(fù)用、光交換、光節(jié)點ABSTRACTAll optical network (AON) marked the emergence of the network transmission technology has taken a major step forward， pareing with traditional transmission networks ， it has outstanding performance， known as the thirdgeneration network， In the near future， it will be the core of telemunications Internet and other network. This article introduced briefly the entire light network the basic concept， the correlation technology (all optical switching， optical crossconnect， the optical relay， retrocession by / to the use)， all optical network network structure， the all optical network management， and the entire optical network development process， the emergence of the background， the latest and state of progress and existing technical problems and development prospects.Keywords: all optical networks， the use of light waves， optical switching， optical.31　　畢業(yè)論文引言引 言21世紀是信息社會的時代，社會對信息的大量需求，推動了網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的高速發(fā)展，國家骨干通信網(wǎng)（含廣播電視與電信數(shù)字傳輸交換網(wǎng)、數(shù)字微波網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)）為信息傳送提供了高速通道，但仍難于滿足Internet爆炸式的增長、難于滿足大量傳輸多媒體及豐富圖形終端用戶的帶寬需求；特別是這些信息最終都要經(jīng)過“最后一公里”的接入網(wǎng)才能傳送到用戶手中。不管是電信網(wǎng)絡(luò)或者廣電網(wǎng)絡(luò)，這最后一公里的接入網(wǎng)在整個網(wǎng)絡(luò)中均占有重要的地位，它不但投資大，而且又是制約目前與將來業(yè)務(wù)高速發(fā)展的瓶頸，全光網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，將會徹底改變該現(xiàn)狀而產(chǎn)生深遠的意義。全光網(wǎng)由于具有頻帶寬、容量大、擴容升級方便，適合高速業(yè)務(wù)的發(fā)展，它最終將發(fā)展成為寬帶綜合業(yè)務(wù)基礎(chǔ)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)平臺?！　‘厴I(yè)論文1 概 述目前，光通信的發(fā)展主要向更大的容量發(fā)展，但是，在向大容量進軍的同時，如何有效的運行、管理和維護如此大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸被人們關(guān)注。為此人們提出了全光通信網(wǎng)的概念，指出了未來光通信的發(fā)展方向。隨著社會的進步，可以極大豐富和改善人們通信效果和質(zhì)量的寬帶視頻、多媒體業(yè)務(wù)、基于IP的實時/準(zhǔn)實時業(yè)務(wù)等新興數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的社會需求不斷增長。由于新興業(yè)務(wù)占用的帶寬資源較多，高速寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)已成為本世紀通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，而光纖具有巨大的帶寬，傳輸損耗較低。由公式f = c/λ，其中f為頻率、λ為波長、c = 3108m/s 為光速，可得知200nm的對應(yīng)帶寬約為25THz（1THz=1012Hz）。，也有約25THz可利用的帶寬。這樣，一根光纖可提供的理論傳輸帶寬約為50THz。但是，目前串行電信號傳輸速率上限為40Gbps，即使用此速率在光纖上傳輸，也僅利用了光纖容量的千分之一。在眾多的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)方案中，基于電子技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)方案由于受限于器件工作上限速率40G，難以完成高速寬帶綜合業(yè)務(wù)的傳送和交換處理，網(wǎng)絡(luò)中還會出現(xiàn)帶寬“瓶頸”。只有基于光纖的全光網(wǎng)絡(luò)方案能提供高速、大容量的傳輸及處理能力，打破信息傳輸?shù)摹捌款i”，可以在很長的時間內(nèi)適應(yīng)高速寬帶業(yè)務(wù)的帶寬需求。全光網(wǎng)絡(luò)（全光通信網(wǎng)絡(luò)）是指光信息流在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸及交換時始終以光的形式存在，而不需要經(jīng)過光/電、電/光變換。也就是說，信息從源節(jié)點到目的節(jié)點的傳輸過程中始終在光域內(nèi)，波長成為全光網(wǎng)絡(luò)的最基本單元。由于全光網(wǎng)絡(luò)中的信號傳輸全部在光域內(nèi)進行，因此，全光網(wǎng)絡(luò)具有對信號的透明性，它通過波長選擇器件實現(xiàn)路由選擇。全光網(wǎng)絡(luò)以其良好的透明性、波長路由特性、兼容性和可擴展性，成為下一代高速（超高速）寬帶網(wǎng)絡(luò)的首選。未來光通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要趨勢為：組網(wǎng)方式開始從簡單的點到點傳輸向光層聯(lián)網(wǎng)方式前進，改進組網(wǎng)效率和靈活性；光聯(lián)網(wǎng)將從靜態(tài)聯(lián)網(wǎng)開始向智能化動態(tài)聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，改進網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)和生存性是未來發(fā)展的一項主要任務(wù)；智能網(wǎng)絡(luò)對于運營商在競爭中推出與眾不同的服務(wù)，以及節(jié)省運營開支起著至關(guān)重要的作用。1. 第一代網(wǎng)絡(luò)———電纜網(wǎng)絡(luò)電纜網(wǎng)絡(luò)采用傳輸電纜將各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連接在一起，該傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，根據(jù)傳輸信號不同，傳輸電纜可以是同軸電纜也可以是雙絞線電纜，該網(wǎng)絡(luò)傳輸損耗大，頻帶較窄，主要利用頻分復(fù)用技術(shù)(FDM)來提高帶寬。電纜網(wǎng)絡(luò)具有以下特點:主要用于傳輸模擬信號；各傳輸節(jié)點對信號產(chǎn)生一定的時延、噪聲和失真；傳輸距離較短；可靠性較低，這些特點是由于整個網(wǎng)絡(luò)都是在電信號領(lǐng)域完成信號的傳輸、交換、處理等功能，必然受到電子器件自身物理參數(shù)極限的限制?！怆娀旌暇W(wǎng)絡(luò)光電混合傳輸網(wǎng)絡(luò)是在各個節(jié)點之間用光纜代替電纜，實現(xiàn)節(jié)點之間傳輸光纜化，節(jié)點仍采用電子處理與交換設(shè)備，節(jié)點至用戶終端之間仍采用電纜網(wǎng)絡(luò)，這是目前廣泛采用的網(wǎng)絡(luò)。光纜與電纜比較具有如下優(yōu)點:通信容量大，傳輸距離遠，抗電磁干擾性能好，傳輸質(zhì)量佳，節(jié)省金屬材料資源。特別是數(shù)字傳輸干線采用時分復(fù)用(OTDM) 技術(shù)，充分挖掘光纖的帶寬資源，實現(xiàn)大容量信息在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上的交換。目前應(yīng)用最廣的是數(shù)字同步復(fù)接體系(SDH)，這種網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了傳輸干線信息的遠距離高速大容量傳輸。———全光網(wǎng)絡(luò)全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點代替電節(jié)點，光節(jié)點之間采用光纖互聯(lián)在一起，實現(xiàn)信息完全在光領(lǐng)域的傳輸與交換，是未來信息網(wǎng)絡(luò)的核心。全光網(wǎng)絡(luò)最顯著的優(yōu)點是它的開放性，它對所有不同調(diào)制頻率、不同速率和協(xié)議、不同制式的信號都同時兼容，是完全透明的，并允許幾代傳輸設(shè)備(PDH/ SDH/ ATM) 共存于一個傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；全光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)非常靈活，可以隨時增加新節(jié)點(包括無源分路/合路器) 而不必安裝新的信號交換與處理設(shè)備。全光網(wǎng)絡(luò)與光電混合網(wǎng)絡(luò)的最大區(qū)別在于它具有最少量的電/光 光/電轉(zhuǎn)換設(shè)備，任何一個光節(jié)點都無需為其他節(jié)點處理信息與服務(wù)，光節(jié)點與用戶終端之間的信號傳輸與處理均在光域進行。全光網(wǎng)絡(luò)具有如下優(yōu)點：1)提供巨大的帶寬。2)與無線或銅線比，處理速度高且誤碼率低。3)采用光路交換的全光網(wǎng)絡(luò)具有協(xié)議透明性，即對信號形式無限制。允許采用不同的速率和協(xié)議，有利于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的靈活性。4)全光網(wǎng)中采用了較多無源光器件，省去了龐大的光/電/光轉(zhuǎn)換工作量及設(shè)備，提高網(wǎng)絡(luò)整體的交換速度，降低了成本并有利于提高可靠性。對于全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展來說，目前還存在一些技術(shù)挑戰(zhàn)，如光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)的互連和互操作、光性能的監(jiān)視和測試等。網(wǎng)絡(luò)管理除了基本的功能外，核心光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)包括下列功能：光波長路由管理、端到端性能監(jiān)控、保護與恢復(fù)、疏導(dǎo)和資源分配策略管理。目前這方面的協(xié)議已經(jīng)被人們提出并逐步走向完善。光通信一直是推動整個通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基本動力之一，已經(jīng)提出的智能光網(wǎng)絡(luò)和城域光網(wǎng)絡(luò)等代表了光通信的未來發(fā)展方向。2 全光網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)（OTDM） 光時分復(fù)用（OTDM）是用多個電信道信號調(diào)制具有同一個光頻的不同光信道，經(jīng)復(fù)用后在同一根光纖傳輸?shù)臄U容技術(shù)。光時分復(fù)用技術(shù)主要包括：超窄光脈沖的產(chǎn)生與調(diào)制技術(shù)、全光復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)、光定時提取技術(shù)。光時分復(fù)用要求光源提供5～20GHz的占空比相當(dāng)小的超窄光脈沖輸出，實現(xiàn)的方法有增益開關(guān)法、LD的模式鎖定法、電吸收連續(xù)光選通調(diào)制法及光纖光柵法、SC(Supercontinum）光脈沖。增益開關(guān)法可以產(chǎn)生脈寬5～7ps、脈沖重復(fù)頻率在10GHz左右可任意調(diào)整的光脈沖，其優(yōu)點是很容易與其它信號同步。增益開關(guān)法已用于各種高速光傳輸實驗中的脈沖源產(chǎn)生和光測量中。SC光脈沖寬度可＜1ps。另外利用調(diào)整線性調(diào)制光纖光柵的色散值對電吸收調(diào)制器輸出的光脈沖形狀進行修正，、%的10GHz的光脈沖。全光時分復(fù)用可由光延遲線和3dB光方向耦合器構(gòu)成。在超高速系統(tǒng)中，最好將光延線及3dB光方向耦合器集成在一個平面硅襯底上所形成的平面光波導(dǎo)回路（PLC）作為光復(fù)用器。全光去復(fù)用器在光接收端對OTDM信號進行去復(fù)用。目前已研制出4種形式的器件作為去復(fù)用器，它們是光克爾開關(guān)矩陣光去復(fù)用器、交叉相位調(diào)制頻移光去復(fù)用器、四波混頻開關(guān)光去復(fù)用器和非線性光纖環(huán)路鏡式（NOLM）光去復(fù)用器。無論采用何種器件，都要求其工作性能可靠穩(wěn)定，控制用光信號功率低，與偏振無關(guān)。光定時提取要求超高速運轉(zhuǎn)、低相位噪聲、高靈敏度以及與偏振無關(guān)。目前已研制出一種采用高速微波混頻器作為相位探測器構(gòu)成的鎖相環(huán)路（PLL），另外使用法布里一珀羅干涉光路構(gòu)成的光振蕩回路（FPT）也可以完成時鐘