【正文】 的潛力，網(wǎng)絡(luò)帶寬可以做到近乎無(wú)限的程度。目前廣播電視網(wǎng)絡(luò)由于混合光纖接入網(wǎng)(HFC)造價(jià)較低而進(jìn)入商業(yè)化階段，但隨著光無(wú)源星形耦合器等光器件的成熟及成本的下降，無(wú)源光纖接入網(wǎng)(PON)將成為最具潛力的接入網(wǎng)方案(光纖到家FTTH方案)，由于該網(wǎng)絡(luò)都采用無(wú)源光器件，其可靠性非常高。從網(wǎng)絡(luò)功能上講，全光網(wǎng)絡(luò)將由光核心網(wǎng)和光邊緣網(wǎng)組成，光邊緣網(wǎng)包括城域邊緣網(wǎng)絡(luò)、城域接入、城城接入、農(nóng)村接入，以及校園網(wǎng)企業(yè)等用戶駐地網(wǎng)絡(luò)：而光核心網(wǎng)絡(luò)則包括城市之間的骨干核心網(wǎng)絡(luò)與城域核心網(wǎng)絡(luò)。光復(fù)用段層的網(wǎng)絡(luò)功能有：光復(fù)用段開(kāi)銷處理，以確保光路適配信息的完整一致；光復(fù)用段監(jiān)控的功能，以實(shí)現(xiàn)復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)的操作和管理。4 全光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)NNMS:網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) EMS:網(wǎng)元管理系統(tǒng) TM:終端復(fù)用 圖41 全光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖41所示為全光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，光傳送網(wǎng)可以從垂直方向分為三個(gè)網(wǎng)絡(luò)層，從上到下依次是光路層（OCH），光復(fù)用段（OMS）層和光傳輸段（OTS）層，即光纖傳送層。光分組交換技術(shù)獨(dú)秀之處在于：一是大容量、數(shù)據(jù)率和格式的透明性、可配置性等特點(diǎn)，支持未來(lái)不同類型數(shù)據(jù)；二是能提供端到端的光通道或者無(wú)連接的傳輸；三是帶寬利用效率高，能提供各種服務(wù)，滿足客戶的需求；四是把大量的交換業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到光域，交換容量與WDM傳輸容量匹配，同時(shí)光分組技術(shù)與OXC、MPLS等新技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化與資源的合理利用因而，光分組交換技術(shù)勢(shì)必成為下一代全光網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的“寵兒”。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)當(dāng)中，所有的這些問(wèn)題都必須仔細(xì)考慮和規(guī)劃。從應(yīng)用的角度，光突發(fā)交換還有一些重要的課題需要研究。一方面，通過(guò)光突發(fā)交換可以使現(xiàn)有的IP骨干網(wǎng)的協(xié)議層次扁平化，更加充分的利用DWDM技術(shù)的帶寬潛力；另外一方面，由于光突發(fā)交換網(wǎng)對(duì)突發(fā)包的數(shù)據(jù)是完全透明的，不經(jīng)過(guò)任何的光電轉(zhuǎn)化，從而使光突發(fā)交換機(jī)能夠真正的實(shí)現(xiàn)所謂的T比特級(jí)光路由器，徹底消除由于現(xiàn)在的電子瓶頸而導(dǎo)致的帶寬擴(kuò)展困難。常用混合交換方式有空分+時(shí)分，空分+波分，空分+時(shí)分+波分等復(fù)合方式。 圖35 波分光交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖密集波分復(fù)用是光纖通信中的一種趨勢(shì)，它利用光纖的寬帶特性，在1550nm波段的低損耗窗口中復(fù)用多路光信號(hào)，大大提高光纖的通信容量。一般說(shuō)來(lái)，在光波復(fù)用系統(tǒng)中其源端和目的端都采用相同的波長(zhǎng)來(lái)傳遞信號(hào)，否則將在多路復(fù)用中，每個(gè)終端都將增加終端設(shè)備的復(fù)雜性。雙穩(wěn)態(tài)激光器可用作光緩存器，但它只能按位輸出，而且還需解決高速化和擴(kuò)大容量問(wèn)題。 （a） (b)圖33 空分光交換結(jié)構(gòu)圖時(shí)分復(fù)用是通信網(wǎng)中普遍采用的一種復(fù)用方式。空間光開(kāi)關(guān)是光交換中最基本的功能元件。分別完成空分信道、時(shí)分信道和波分信道的交換。在毫微秒量級(jí)的高速交換時(shí)具有大于20dB的高信號(hào)增益。當(dāng)輸入光脈沖時(shí)，激光二極管翻轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)，輸入光消失。 圖32 雙穩(wěn)態(tài)激光二極管圖如圖32為雙穩(wěn)態(tài)激光二極管構(gòu)成的光存儲(chǔ)器的實(shí)例結(jié)構(gòu)。在晶體和各向異性的聚合物中，利用電光效應(yīng)（折射率隨施加的外加電壓而變化）實(shí)現(xiàn)對(duì)激光的調(diào)制。分布反饋或分布喇格反射式結(jié)構(gòu)，有些可在10nm或1THz范圍內(nèi)調(diào)諧，調(diào)節(jié)速度大有提高。光信號(hào)通道控制電極平行連接交叉連接 圖31 耦合波導(dǎo)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)圖一種用于光交換的器件是波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，最直接的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換是光—電—光交換，即將波長(zhǎng)為λi輸入光信號(hào)，去驅(qū)動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)為λo的激光器輸出光信號(hào)，利用外調(diào)制器實(shí)現(xiàn)間接的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，即在外調(diào)制器的控制端施加適當(dāng)?shù)闹绷髌珘海沟忙薸入射光調(diào)制成λo的輸出光。當(dāng)兩個(gè)很接近的波導(dǎo)進(jìn)行適當(dāng)耦合時(shí)，通過(guò)這兩個(gè)波導(dǎo)的光束將發(fā)生能量交換，其交換能量的強(qiáng)度隨著耦合系數(shù)，平行波導(dǎo)的長(zhǎng)度而變化。半導(dǎo)體光放大器只有一個(gè)光輸入端和一個(gè)光輸出端，而耦合波導(dǎo)開(kāi)關(guān)除了一個(gè)控制電極外，還有兩個(gè)光輸入端和兩個(gè)光輸出端，可實(shí)現(xiàn)平行連接或交叉連接。通常半導(dǎo)體光放大器是用來(lái)對(duì)輸入光信號(hào)進(jìn)行放大，并且通過(guò)控制放大器的偏置電流來(lái)控制其放大倍數(shù)。在交換系統(tǒng)中引入光子技術(shù)實(shí)現(xiàn)光交換，光交叉連接（OXC）和光分叉復(fù)用（OADM）實(shí)現(xiàn)全光通信。 目前來(lái)看，雖然在全光通信方面的技術(shù)方面有了很大的進(jìn)展，很多關(guān)鍵的技術(shù)得到了很好的改進(jìn)，能夠基本適應(yīng)全光通信的基本需要，但是也還存在很多關(guān)鍵技術(shù)不足的地方，如下面將要介紹到的全光網(wǎng)絡(luò)的核心——光交換方面的技術(shù)就不是很成熟，但是全光網(wǎng)絡(luò)具有很大的優(yōu)點(diǎn)和潛力可挖，它必將是下一代網(wǎng)絡(luò)的首選方案，是未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。目前光放大技術(shù)主要是采用EDFA。（5）用不同摻雜材料和摻雜量的光纖進(jìn)行組合，制作混合型EDFA。多芯EDFA使用的EDF最多纖芯的。而且頻帶向長(zhǎng)波長(zhǎng)一側(cè)移動(dòng)。目前主要使用光纖光柵、介質(zhì)多層薄膜濾波器、平面光波導(dǎo)作為均衡器。利用光放大器構(gòu)成的全光通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：工 ，與線路的耦合損耗很小，噪聲低（4～8dB）、頻帶寬（30～40nm），很適合用于WDM傳。另外，西門子、NTT和愛(ài)立信等國(guó)外大公司所 屬實(shí)驗(yàn)室對(duì)OXC的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用技術(shù)也進(jìn)行了類似研究和實(shí)驗(yàn)。如果將波分復(fù)用技術(shù)和空分技術(shù)相結(jié)合，可大大提高交叉連接矩陣的容量和靈活性。輸入接口、輸出接口直接與光纖鏈路相連，分別對(duì)輸入輸出信號(hào)進(jìn)行適配、放大。測(cè)得的輸入和分出口之間隔離度＞55dB，對(duì)分出信道的抑制＞16dB，調(diào)節(jié)范圍＞8nm。前兩種方式使隔離度達(dá)到最高，但它們需要昂貴的設(shè)備如WDM MUX/DEMUX或光循環(huán) 器。這些設(shè)備在光波長(zhǎng)領(lǐng)域內(nèi)具有傳統(tǒng)SDH分插復(fù)用器（SDH ADM）在時(shí)域內(nèi)的功能。武漢郵電研究院的8。MCI公司70%的網(wǎng)絡(luò)中已采用了WDM系統(tǒng)。T：40Gb/s25ch55km）。因而，近些年對(duì)這方面的研究方興未艾，特別是密集波分復(fù)用可望很快獲得應(yīng)用。光定時(shí)提取要求超高速運(yùn)轉(zhuǎn)、低相位噪聲、高靈敏度以及與偏振無(wú)關(guān)。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(gè)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。增益開(kāi)關(guān)法已用于各種高速光傳輸實(shí)驗(yàn)中的脈沖源產(chǎn)生和光測(cè)量中。2 全光網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)（OTDM） 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)光頻的不同光信道，經(jīng)復(fù)用后在同一根光纖傳輸?shù)臄U(kuò)容技術(shù)。對(duì)于全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，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(cè)試等。2)與無(wú)線或銅線比，處理速度高且誤碼率低?！饩W(wǎng)絡(luò)全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，光節(jié)點(diǎn)之間采用光纖互聯(lián)在一起，實(shí)現(xiàn)信息完全在光領(lǐng)域的傳輸與交換，是未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)的核心?！怆娀旌暇W(wǎng)絡(luò)光電混合傳輸網(wǎng)絡(luò)是在各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間用光纜代替電纜，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間傳輸光纜化，節(jié)點(diǎn)仍采用電子處理與交換設(shè)備，節(jié)點(diǎn)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)。全光網(wǎng)絡(luò)以其良好的透明性、波長(zhǎng)路由特性、兼容性和可擴(kuò)展性，成為下一代高速（超高速）寬帶網(wǎng)絡(luò)的首選。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(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)適應(yīng)高速寬帶業(yè)務(wù)的帶寬需求。也有約25THz可利用的帶寬。為此人們提出了全光通信網(wǎng)的概念，指出了未來(lái)光通信的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞: 全光網(wǎng)絡(luò)、光波復(fù)用、光交換、光節(jié)點(diǎn)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(jì)是信息社會(huì)的時(shí)代，社會(huì)對(duì)信息的大量需求，推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的高速發(fā)展，國(guó)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(zhǎng)、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(guò)“最后一公里”的接入網(wǎng)才能傳送到用戶手中。本文簡(jiǎn)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(guó)內(nèi)外進(jìn)展?fàn)顩r和目前存在的技術(shù)問(wèn)題和發(fā)展前景等?！　‘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(jìn)軍的同時(shí)，如何有效的運(yùn)行、管理和維護(hù)如此大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸被人們關(guān)注。由公式f = c/λ，其中f為頻率、λ為波長(zhǎng)、c = 3108m/s 為光速，可得知200nm的對(duì)應(yīng)帶寬約為25THz（1THz=1012Hz）。在眾多的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方