世界全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告-wenkub
2023-06-13 21:21:32 本頁(yè)面
【正文】 接入網(wǎng)將主要應(yīng)用普通的 光纖。采用帶增益均衡器（ GEQ）的常規(guī)二氧化硅基 EDFA 使用二級(jí)放大器配置可以在 1550 和 1580nm 周?chē)玫?50nm 的帶寬；采用基于新材料的 EDFA 加GEQ 則可在此基礎(chǔ)上將帶寬進(jìn)一步擴(kuò)展到近 80nm 帶寬；采用平行配置利用 EDFA 的兩增益波段可得到 85nm 的帶寬。目前應(yīng)用的光放大器主要是 EDFA，增益帶寬僅 35nm 左右。 大容量光傳送技術(shù)是最先應(yīng)用于光網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)，技術(shù)的發(fā)展主要圍繞以下幾點(diǎn)展開(kāi)： 主要有 ETDM和 OTDM方式， ETDM應(yīng)用最廣泛，目前 40Gb/s的 ETDM系統(tǒng)即將進(jìn)入實(shí)用，更高速率的系統(tǒng)也處在研發(fā)之中，其中的關(guān)鍵技術(shù)是色散補(bǔ)償和偏振模色散補(bǔ)償。為了提高傳輸效率，也可以簡(jiǎn)化或去掉 SDH 和 ATM 等中有關(guān)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的功能，避免各個(gè)層次的功能重復(fù)。 全光網(wǎng)絡(luò)由光傳輸系統(tǒng)和在光域內(nèi)進(jìn)行交換 /選路的光節(jié)點(diǎn)組成，光傳輸系統(tǒng)的容量和光節(jié)點(diǎn)的處理能力非常大，電子處理通常在邊緣網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，邊緣網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)可采用光通道通過(guò)光網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行直接連接。光節(jié)點(diǎn)不進(jìn)行按信元或按數(shù)據(jù)包的電子處理，因而具有很大的吞吐量，可大大地降低傳輸延遲。 由于光器件技術(shù)的局限性，目前全光網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍還很小，要擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，必須要通過(guò)光電轉(zhuǎn)換來(lái)消除光信號(hào)在傳輸過(guò)程中積累的 中國(guó)最大的管理資源中心 (大量免費(fèi)資 源共享 ) 第 2 頁(yè) 共 16 頁(yè) 損傷（色散、衰減、非線性效應(yīng)等），進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、控制和管理。此外，受 “電子瓶頸 ”的限制，純粹的 ETDM方式發(fā)展?jié)摿σ巡惶?，今后的發(fā)展將是 “ETDM＋ OTDM”方式。因此擴(kuò)展光放大器的增益帶寬是提高 WDM信道數(shù)量和傳輸容量最有效的方法?；旌戏糯笃鞯膸捠艹Ｒ?guī)EDFA帶寬所限，只能達(dá)到 80nm 左右，今后的發(fā)展趨勢(shì)將是拉曼光放大器，將摻稀土光纖放大器 與拉曼光放大器進(jìn)行結(jié)合則顯示出增益帶寬幾乎覆蓋光纖全部低損窗口的發(fā)展前景。 上述光放大器等光器件技術(shù)、色散和偏振模色散補(bǔ)償技術(shù)以及克服非線性效應(yīng)影響的技術(shù)對(duì)擴(kuò)大全光傳送距離具有很大的影響，此外，前向糾錯(cuò)技術(shù)、光孤子等也是非常重要的技術(shù)。構(gòu)成光矩陣的開(kāi)關(guān)有鈮酸鋰定向耦合器、微電子機(jī)械系統(tǒng)（ MEMS）。波分光交換由波長(zhǎng)復(fù)用器 /解復(fù)用器、可調(diào)波長(zhǎng)濾波器、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)等組成。 光交換 /選路節(jié)點(diǎn)技術(shù) 光交換 /選路是光網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵光節(jié)點(diǎn)技術(shù)，主要完成光節(jié)點(diǎn)處任意光纖端口之間的光信號(hào)交換及選路。下一步的應(yīng)用將是光分組交換 /選路節(jié)點(diǎn)，它主要應(yīng)用于光分組交換網(wǎng)絡(luò)，這種光節(jié)點(diǎn)在分組級(jí)進(jìn)行光交換 /選路，可更加靈活、有效地利用帶寬。 OADM 的主要功能是從多波長(zhǎng)信道中分出或插入一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，有 中國(guó)最大的管理資源中心 (大量免費(fèi)資 源共享 ) 第 6 頁(yè) 共 16 頁(yè) 固定型和可重構(gòu)型兩種類(lèi)型。通過(guò)重新選擇波長(zhǎng)路由實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)，處理包括節(jié)點(diǎn)故障在內(nèi)的更廣泛的網(wǎng)絡(luò)故障。關(guān)鍵技術(shù)是波長(zhǎng)變換。光分組交換節(jié)點(diǎn)主要由輸入 /輸出接口、交換矩陣、同步控制和交換控制等部分組成。 波長(zhǎng)可調(diào)光源可任意控制信道波長(zhǎng)，方便準(zhǔn)確地控制頻道間隔，其特性要求包括快速調(diào)諧速率，寬的調(diào)諧范圍，低功率消耗和低成本等，主要有以下多種實(shí)現(xiàn)方式 : 機(jī)械調(diào)諧激光器：是最早的解決方案之一，一般采用法布里 珀羅（ FabryPerot）空腔，調(diào)諧方式為空腔內(nèi)機(jī)械式調(diào)諧，調(diào)諧范圍幾乎是全部的有源半導(dǎo)體激光器范圍，調(diào)諧時(shí)間較長(zhǎng)，達(dá)毫秒級(jí)。電光調(diào)諧激光器的調(diào)諧時(shí)間接近十億分之一秒，可用于分組交換網(wǎng)絡(luò)。 陣 列光源：也稱(chēng)為多頻激光器，由一個(gè) 1N 光復(fù)用器結(jié)合在一起的 N個(gè)半導(dǎo)體光放大器組成，該結(jié)構(gòu)在兩端設(shè)有鏡面，形成了一個(gè)空腔，其本質(zhì)上是 N 獨(dú)立的激光器，波長(zhǎng)被精密地鎖在一起。 FP濾波器由兩個(gè)高反射面之間形成的諧振 腔構(gòu)成。利用聲、電或磁場(chǎng)可以產(chǎn)生取決于相關(guān)效應(yīng)的周期擾動(dòng)。 液晶可調(diào)濾波器：這種濾波器具有成本低、調(diào)諧范圍大（ 40nm）、功耗低（ 1mW）但速率卻不夠快。 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換將成為光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)基本功能，可進(jìn)行透明的互操作、解決波長(zhǎng)爭(zhēng)用、波長(zhǎng)路由選定，以及在動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)模式下較好地利用網(wǎng)絡(luò)資源。 /電 /光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換；光 /電 /光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換在普通的 WDM光傳輸系統(tǒng)中經(jīng)常用到，當(dāng)光發(fā)射機(jī)的輸出波長(zhǎng)不能滿(mǎn)足密集波分復(fù)用 (DWDM)傳輸?shù)男枰獣r(shí)，需采用光轉(zhuǎn)發(fā)器 (OTU)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。但缺點(diǎn)也相當(dāng)明顯：電路結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，不能對(duì)傳輸速率完全透明；經(jīng)過(guò)光 /電 /光的轉(zhuǎn)換，原先光信號(hào)的相位、幅度等信息會(huì)丟失，無(wú)法實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的完全透明傳輸，成本高。主要類(lèi)型有基于光調(diào)制原理的波長(zhǎng)變換器、基于光混頻原理的波長(zhǎng)變換器和光纖光柵外腔波長(zhǎng)變換器等三種。通過(guò)光信號(hào)和連續(xù)光 (探測(cè)光 )信號(hào)的交叉調(diào)制，將輸入信號(hào)所攜帶的信息轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)波長(zhǎng)上再輸出。差頻方式是利用 差頻 (DFG ,Difference Frequency Generation)原理，光信號(hào)分兩路輸入，它們?cè)谕粋€(gè)非線性媒質(zhì)中傳輸時(shí)產(chǎn)生混頻現(xiàn)象，從而產(chǎn)生新的光波，其強(qiáng)度與輸入光波的強(qiáng)度之積成正比，頻率和相位是輸入光波的相位和頻率的線 性組合。
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