【正文】 電層處理能力的加強(qiáng)以及數(shù)字化電子信號(hào)將會(huì)進(jìn)一步延緩全光網(wǎng)的商用，只有在研究領(lǐng)域開(kāi)發(fā)出可以與電子器件性能相媲美的價(jià)格便宜的光器件之后，全光網(wǎng)才真正有可能替代電信號(hào)處理形式成為主流。 在全光網(wǎng)中，連接都以光信號(hào)形式完成，但眾所周知，在現(xiàn)階段不同光信號(hào)是根據(jù)光 畢業(yè)論文 28 載波的波長(zhǎng)來(lái)區(qū)分的，當(dāng)一根光纖上的某個(gè)波長(zhǎng)通道被分配后，其它業(yè)務(wù)連接就無(wú)法實(shí)現(xiàn)該波長(zhǎng)通道。而業(yè)務(wù)需求往往無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，全光網(wǎng)為響應(yīng)業(yè)務(wù)連接需求，往往必須根據(jù)每個(gè)業(yè)務(wù)分配波長(zhǎng)通道，這種處理方法導(dǎo)致波長(zhǎng)利用效率顯著降低（只有同源同宿的業(yè)務(wù)才能共享相同波長(zhǎng)通道）。光信號(hào)的透明性保證了中間節(jié)點(diǎn)對(duì)業(yè)務(wù)信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)等處理過(guò)程與業(yè)務(wù)信號(hào)的協(xié)議、速率等都無(wú)關(guān)，簡(jiǎn)化了中間節(jié)點(diǎn)對(duì)業(yè)務(wù)的處理過(guò)程。這些因素決定了全光網(wǎng)中的光信號(hào)連接過(guò)程是一個(gè)異常復(fù)雜的物理參數(shù)預(yù)算過(guò)程。從發(fā)展趨勢(shì)看 ， 形成一個(gè)真正的、以 WDM 技術(shù)及光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層 ， 建立純粹的全光網(wǎng) ， 消除光 /電“瓶頸”已 成為光通信發(fā)展的必然 ， 這完全符合傳送網(wǎng)的分層化的趨勢(shì)。目前 ， 光傳輸速率不斷提高 ，預(yù)計(jì)在未來(lái) 10 年還將提高 100 倍 ， 在這種超高速網(wǎng)中 ， 如果繼續(xù)采用原有的網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)設(shè)備 ，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)必將變得龐大復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn) ， 采用電信號(hào)處理信息將給高速傳輸帶來(lái)電子“瓶頸” ，超高速帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益將被昂貴的光 /電和電 /光轉(zhuǎn)換費(fèi)用所抵消 ， 因此實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)是唯一的出路。例如前幾年開(kāi)始的美國(guó) ARPA(Advanced Research Projects Agency)一期 計(jì)劃 (ONTC、 AON 等 )和二期全球網(wǎng)計(jì)劃 (MONET、 NTON、 ICON、 WEST 等 )；歐洲的 RACE(Research and development in Advanced Communications technologies in Europe) 和 ACTS(Advanced Communications Technologies and Services)光網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃；日本有 NTT、 NEC 和富士通等主要大公司和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目；此外，在法國(guó)、德國(guó)、意大利和英國(guó)同時(shí)也在做全光網(wǎng)絡(luò)方面的研究。在完成上述用戶間全程光傳送網(wǎng)后，有不少的信號(hào)處理、儲(chǔ)存、交換，以及多路復(fù)用／分接、進(jìn)網(wǎng)／出網(wǎng)等功能都要由電子技術(shù)轉(zhuǎn)變成光子技術(shù)完成，整個(gè)通信網(wǎng)將由光實(shí)現(xiàn)傳輸以外的許多重要功能，完成端到端的光傳輸、交換和 處理等，這就形成了全光網(wǎng)發(fā)展的第二階段，將是更完整的全光網(wǎng)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效利用網(wǎng)絡(luò)資源、靈活性高、能夠恢復(fù)預(yù)期范圍以外的失效；不足是失效恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)。有可能是資源預(yù)留 協(xié)議（ RSVP）或局部路由標(biāo)記分配協(xié)議（ CRLDP）中的擴(kuò)展信令。 鄰居發(fā)現(xiàn)的方法：相同層的發(fā)現(xiàn)，交叉層和 /或單向發(fā)現(xiàn)，業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)。這種模式使終端系統(tǒng)和光網(wǎng)絡(luò)之間 的相互作用僅限于建立和拆除連接的簡(jiǎn)單請(qǐng)求。 數(shù)字包封主要提供以下基本功能：提供定幀信號(hào)，支持時(shí)鐘提取與數(shù)據(jù)信號(hào)定界；提供FEC以支持 10Gb/s及更高速率；為網(wǎng)管提供開(kāi)銷通路；提供自動(dòng)保護(hù)倒換指令。目前光網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能會(huì)受到狀態(tài)監(jiān)控、業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)、標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)等因素的制約 ， 只能做到半透明傳送的程度 ， 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)雖然多少影響了傳輸速率 ， 但卻可以充分利用電領(lǐng)域已成熟的技術(shù)和靈活處理資源的能力 ， 充分利用網(wǎng)絡(luò) 中已大量使用的 SDH、 PDH、 ATM 等設(shè)備 ， 既不浪費(fèi)現(xiàn)有資源 ， 又極大地提高傳輸性能。如圖 42所示 畢業(yè)論文 19 圖 42 全光傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 全光網(wǎng)絡(luò)一般由 3級(jí)組成 :光纖局域網(wǎng)（接入網(wǎng)） LAN， 光纖城域網(wǎng) MAN， 光傳送網(wǎng) OTN(光纖核心長(zhǎng)途干線網(wǎng) )， 各級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不盡相同。光路層即波長(zhǎng)層，為透明傳遞各種格式客戶層信號(hào)的光路提供端到端聯(lián)網(wǎng)功能，其主要傳送實(shí)體有網(wǎng)絡(luò)連接， 鏈 路連接，子網(wǎng)連接和路徑。由于光纖延遲線的限制，為了降低丟包率，光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)必須通過(guò)波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)信道成組來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)復(fù)用。此外，光突發(fā)交換的 QoS支持特征也符合要求。 在波光交換技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)大規(guī)模交換網(wǎng)絡(luò)的一種方法是進(jìn)行多級(jí)鏈路的連接，在各級(jí)的連接鏈路中均采用波分復(fù)用技術(shù)。光纖延時(shí)線是一種比較適用于時(shí)分交換的光緩存器。它可是連接構(gòu)成空分光交換單元，也可以與其他功能開(kāi)關(guān)一起構(gòu)成時(shí)分交換單元和波分交換單元，空間光分開(kāi)關(guān)可以分光纖型光開(kāi)光和空間型光開(kāi)關(guān)。 光交換技術(shù) 光交換技術(shù)可以分成光路交換技術(shù)和分 組交換技術(shù)。它由一個(gè)帶有串聯(lián)電極的雙非均勻的波導(dǎo)組成。激光外調(diào)整器，采用具有電光效應(yīng)的某些材料制成，這些材料有半導(dǎo)體、絕 緣晶體、有機(jī)聚合物。 只要所選的參數(shù)得當(dāng)，那么光束將會(huì)在兩個(gè)波導(dǎo)上完成交換，通過(guò)控制電極上的電壓，將獲得平行連接和交叉連接兩種交換狀態(tài)。當(dāng)偏置電流為零時(shí)，輸入的光信號(hào)將被器件完全吸收，使得器件不輸出光信號(hào)。 畢業(yè)論文 10 3 全光網(wǎng)絡(luò)的核心 —— 光交換技術(shù) 通信網(wǎng)的兩大主要組成部分 — 傳輸和交換，隨著通信容量和帶寬要求的迅速增加都在不斷發(fā)展和革新。主要有 （ A1EDF）和 PA1EDF）組合； A1EDF和 PYbEDF組合；摻鉺石英光纖和摻鉺氟化物光纖組合。據(jù) NTT公司在 OFC’ 97上報(bào)道，其最高帶寬達(dá) 80nm。但是在 WDM傳輸中，由于各個(gè)信道的波長(zhǎng)不同，有增益偏差，經(jīng)過(guò)多級(jí)放大 后，增益偏差累積，低電平信道信號(hào)SNR惡化，高電平信道信號(hào)也因光纖非線性效應(yīng)而使信號(hào)特性惡化。 日本 NEC公司研制的 8 8無(wú)極性 LiNbO3光交叉矩陣由 64個(gè)無(wú)極性定向耦合開(kāi)關(guān)單元組成，所有開(kāi)關(guān)單元都以簡(jiǎn)單樹(shù)形結(jié)構(gòu)（ STS）的形式集成在 LiNbO3芯片上。 光節(jié)點(diǎn)技術(shù) 光交叉技術(shù) 光交叉連接（ OXC） 是用于光纖網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備，通過(guò)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行交叉連接，能夠靈活有效地管理光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)現(xiàn)可靠的網(wǎng)絡(luò)保護(hù) /恢復(fù)以及自動(dòng)配線和監(jiān)控的重要手段。特別是 OADM可以從一個(gè) WDM 光束中分出一個(gè)信道分出功能），并且一般是以相同波長(zhǎng)往光載波上插入新的信息（插入功能）。泛歐運(yùn)營(yíng)商 HER 公司 (Herms EuropeRailtel）將采用 Cienc 公司的 40 。 1995 年 畢業(yè)論文 6 NTT 進(jìn)行了 10 個(gè)信道、每個(gè)信道的傳輸速率高達(dá) 10Gb/s，中繼間距為 100km，傳輸距離為600km 的全光傳輸實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)容量高達(dá) 60（ Tb/s） km。全光去復(fù)用器在光接收端對(duì) OTDM 信號(hào)進(jìn)行去復(fù)用。光時(shí)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(shí)提取技 術(shù)。 3)采用光路交換的全光網(wǎng)絡(luò)具有協(xié)議透明性，即對(duì)信號(hào)形式無(wú)限制。光纜與電纜比較具有如下優(yōu)點(diǎn) :通信容量大 ， 傳輸距離遠(yuǎn) ， 抗電磁干擾性能好 ， 傳輸質(zhì)量佳 ， 節(jié)省金屬材料資源。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(shí)始終以光的形式存在，而不需要經(jīng)過(guò)光 /電、電 /光變換。 全光網(wǎng)概述 隨著社會(huì)的進(jìn)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(shí)時(shí) /準(zhǔn)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)等新興數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的社會(huì)需求不斷增長(zhǎng)。 設(shè)計(jì)（論文）題目： 全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)研究 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................1 ABSTRACT .................................................................................................................................1 引 言 ..........................................................................................................................................2 1 概 述 ..................................................................................................................................3 全光網(wǎng)概述 .....................................................................................................................3 通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展概況 .....................................................................................................3 2 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 光節(jié)點(diǎn)技術(shù) .....................................................................................................................7 全光中繼 ......................................................................................................................8 3 全光網(wǎng)絡(luò)的核心 —— 光交換技術(shù) ..................................................................................10 光交換元件 ...................................................................................................................10 半導(dǎo)體光開(kāi)關(guān) .....................................................................................................10 耦合波導(dǎo)開(kāi)關(guān) .....................................................................................................10 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 .........................................................................................................11 光存儲(chǔ)器 .............................................................................................................11 光交換技術(shù) ...................................................................................................................12 光路交換 .............................................................................................................12 分組交換技術(shù) .....................................................................................................15 4 全光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) ..............................................................................