【正文】 是通信網(wǎng)中普遍采用的一種復(fù)用方式。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。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。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。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(lèi)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”。光復(fù)用段層的網(wǎng)絡(luò)功能有：光復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)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。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。此網(wǎng)中OCH層為各數(shù)字化用戶提供信號(hào)接口，具有透明地傳送SDH、PDH、ATM、IP等業(yè)務(wù)并提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、以光通路為基礎(chǔ)的組網(wǎng)功能，一般為單一波長(zhǎng)的傳輸通道；OMS層能夠?yàn)镈WDM復(fù)用的多波長(zhǎng)信號(hào)提供組網(wǎng)功能；OTS輸出光信號(hào)經(jīng)過(guò)光接口與傳輸光纖相連接；每層網(wǎng)絡(luò)都要為相鄰一層網(wǎng)絡(luò)提供傳送服務(wù)。光網(wǎng)絡(luò)的控制與管理配置模式有以下幾種：軟永久電路模式（SPC）：基于用戶或終端系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)之間的差別，終端系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)之間沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)管理或控制交互作用，位于控制平臺(tái)上方的管理系統(tǒng)代替用于終端與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的相通信。此模式應(yīng)用于IP網(wǎng)絡(luò)比較有利，路由器可與OXC具有同等地位，共享路由信息和控制智能。典型的可采用最短路由算法。在疊加模式中，只有光交換機(jī)運(yùn)行多協(xié)議波長(zhǎng)交換，業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)運(yùn)行自已的路由和信令協(xié)議。帶光放大的波分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)成熟，并已投入商用。在我國(guó)則有中科院、高等院校和科研院所進(jìn)行的國(guó)家863計(jì)劃重大項(xiàng)目中國(guó)高速信息示范網(wǎng)CAINONET等。全光網(wǎng)的透明性允許不同體制、格式和速率的信號(hào)的混合，允許現(xiàn)有和任何未來(lái)的新系統(tǒng)的互連。當(dāng)然全光網(wǎng)的發(fā)展還處于初期階段，但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。更嚴(yán)重的是：全光網(wǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的光網(wǎng)絡(luò)，源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的光信號(hào)連接是按業(yè)務(wù)需求動(dòng)態(tài)建立，即如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)要通過(guò)某一條物理路徑建立一個(gè)光信號(hào)連接，系統(tǒng)在規(guī)劃之初就必須考慮，而同源不同宿，同宿不同源但又經(jīng)過(guò)相同的物理路徑的光信號(hào)連接需要同時(shí)考慮功率，OSNR，色散預(yù)算，物理層對(duì)光信號(hào)非透明在動(dòng)態(tài)全光網(wǎng)中將誘發(fā)異常復(fù)雜的物理層預(yù)算問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃調(diào)度將極其復(fù)雜。光信號(hào)的透明，決定了全光網(wǎng)缺乏直接監(jiān)控業(yè)務(wù)信號(hào)質(zhì)量的方法和手段。 再者，光層透明決定了中間節(jié)點(diǎn)無(wú)法得到隨路的帶內(nèi)開(kāi)銷(xiāo)信息，只能依賴(lài)帶外信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)管理維護(hù)。雖然可以通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換來(lái)降低波長(zhǎng)阻塞度，但一方面是全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)并不成熟，商用仍有待時(shí)間，另一方面網(wǎng)絡(luò)中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換設(shè)置和業(yè)務(wù)配置相關(guān)，只有冗余的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置才能降低波長(zhǎng)阻塞率，這也會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)成本的進(jìn)一步上升。光交換，交叉連接技術(shù)將日趨完善，光網(wǎng)絡(luò)的分組交換也將有更大的發(fā)展，而光網(wǎng)絡(luò)的管理與維護(hù)也必將得到大發(fā)展，并與無(wú)線，英特網(wǎng)更好地融合，到那時(shí)，全光通信網(wǎng)絡(luò)將給我們帶來(lái)一個(gè)全新的通信時(shí)代。將其修改為實(shí)際的論文提交日期，不用此信息時(shí)，刪除此框。綜上所述，全光網(wǎng)可以說(shuō)是光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的最高階段。這意味著全部以光信號(hào)來(lái)處理，將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)存在嚴(yán)重的波長(zhǎng)阻塞，特別是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，業(yè)務(wù)連接越復(fù)雜，波長(zhǎng)阻塞就越嚴(yán)重。而且，因?yàn)榫唧w的業(yè)務(wù)協(xié)議、幀格式、速率往往都相差很大，為了能在不同源宿邊緣節(jié)點(diǎn)之間建立業(yè)務(wù)需求，往往需要預(yù)先保留對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)協(xié)議處理單元，才能在不同邊緣節(jié)點(diǎn)之間建立業(yè)務(wù)連接，造成了網(wǎng)絡(luò)上業(yè)務(wù)協(xié)議處理單元的大量冗余。但是光層信號(hào)透明也帶來(lái)了其它問(wèn)題，中間節(jié)點(diǎn)無(wú)法識(shí)別業(yè)務(wù)信號(hào)，也無(wú)法根據(jù)業(yè)務(wù)信號(hào)開(kāi)銷(xiāo)來(lái)判斷當(dāng)前業(yè)務(wù)信號(hào)的質(zhì)量狀況。 雖然從WB，WSS等光器件的邏輯功能上看，全光網(wǎng)已經(jīng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求在源宿節(jié)點(diǎn)之間分配一條光通道連接，但光信號(hào)是否可以從源節(jié)點(diǎn)傳送至目的節(jié)點(diǎn)，則需要進(jìn)行非常細(xì)致的功率，OSNR，色散，非線性效應(yīng)等預(yù)算過(guò)程，而目前這些預(yù)算過(guò)程都是模擬的。在電路DXC和ADM之下提出了一個(gè)新的光網(wǎng)絡(luò)層，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了網(wǎng)絡(luò)可靠性，并且與業(yè)務(wù)和承載信號(hào)無(wú)關(guān)，具有重要的現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。由于打破了光/電轉(zhuǎn)換的“瓶頸”，采用全光網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)超大容量的網(wǎng)絡(luò)。最近有Oxygen計(jì)劃，美國(guó)光互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃、加拿大光網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，歐洲光網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等，既建立了許多試驗(yàn)平臺(tái)，又進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以研究光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光網(wǎng)絡(luò)管理、光纖傳輸、光交換和光網(wǎng)絡(luò)對(duì)新業(yè)務(wù)的適應(yīng)性等關(guān)鍵技術(shù)。現(xiàn)階段全光通信網(wǎng)的研究與試驗(yàn)明顯地以波分復(fù)用技術(shù)為核心，即主要對(duì)波分復(fù)用傳輸、交換和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行研究與試驗(yàn)，構(gòu)成波分復(fù)用全光通信試驗(yàn)網(wǎng)。6 全光網(wǎng)的現(xiàn)狀及發(fā)展全光通信網(wǎng)是通信網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)。IETF：對(duì)光網(wǎng)絡(luò)的路由和信令協(xié)議進(jìn)行技術(shù)規(guī)范－多協(xié)議波長(zhǎng)交換（MPLambaS），作為IP協(xié)議的擴(kuò)展，可運(yùn)行疊加或?qū)Φ饶Ｊ?。路由選定：對(duì)于光網(wǎng)絡(luò)選路需要考察許多因素，包括單個(gè)連接的路由計(jì)算、拓?fù)湫畔@得和發(fā)布、資源狀態(tài)信息發(fā)布和可到達(dá)信息。對(duì)等（peer）模式：最初發(fā)出連接請(qǐng)求的是對(duì)等的網(wǎng)絡(luò)單元（NE），請(qǐng)求發(fā)出者已全面獲得拓?fù)湫畔?。光網(wǎng)絡(luò)控制與管理平臺(tái)主要負(fù)責(zé)提供和維護(hù)連接，管理網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)路由選擇提供連接請(qǐng)求進(jìn)行計(jì)算，以及在網(wǎng)絡(luò)中沿選擇的路由請(qǐng)求和建立連接的信令機(jī)制。所以ITU T決定按光傳送網(wǎng)(OTN)的概念來(lái)研究光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，不限定網(wǎng)絡(luò)的透明性，先在經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件允許的范圍內(nèi)發(fā)展光透明子網(wǎng)，隨著條件的成熟再逐步擴(kuò)大到全光網(wǎng)，最終實(shí)現(xiàn)全透明傳輸。一般局域網(wǎng)的網(wǎng)徑較小，傳輸延遲小，數(shù)據(jù)吞吐量較高，因此常用星型結(jié)構(gòu)或者總線型結(jié)構(gòu)，其節(jié)點(diǎn)就是光收發(fā)器，每個(gè)星型子網(wǎng)分配一個(gè)光信號(hào)波長(zhǎng)，采用媒質(zhì)控制協(xié)議來(lái)解決資源共享問(wèn)題，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，當(dāng)需要將各個(gè)子網(wǎng)互聯(lián)起來(lái)時(shí)，則需要波長(zhǎng)路由器。光網(wǎng)路層網(wǎng)絡(luò)的功能有：光路連接的重組，以便能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的選路；光路開(kāi)銷(xiāo)（開(kāi)支消息簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)銷(xiāo)）處理，以確保光路適配信息的完整一致；光路監(jiān)控的功能，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的操作和管理。如何在光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)組播功能也是一項(xiàng)非常重要的課題，為了實(shí)現(xiàn)組播，光開(kāi)關(guān)矩陣和交換控制單元都必須具備組播能力，且二者之間必須能有效地協(xié)調(diào)。因此，光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)很有希望取代當(dāng)前基于SDH同步數(shù)字體系架構(gòu)和電子路由器的IP骨干網(wǎng)，成為下一代光子化的骨干網(wǎng)。然而由于需要把多路信號(hào)進(jìn)行分路后再接入鏈路，從而抵消了波分復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)。利用光纖延時(shí)線的光時(shí)分交換的工作原理：首先把時(shí)分復(fù)用的光信號(hào)經(jīng)過(guò)光分路器，使它的每條出線上同時(shí)都只有某一時(shí)隙的光信號(hào)；然后讓這些信號(hào)分別經(jīng)過(guò)不同的光延時(shí)器件，使其獲得不同的時(shí)間延遲；最后，再把這些信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)光合路器重新復(fù)合起來(lái)，就完成了時(shí)分交換?？辗止饨粨Q的基本單元是22的光交換模塊，在輸入端具有兩根光纖，輸出端也有兩根光纖，它的工作狀態(tài)有平行連接狀態(tài)和交叉連接狀態(tài)如圖4，其中波導(dǎo)型光開(kāi)關(guān)型結(jié)構(gòu)如圖33（a），半導(dǎo)體光開(kāi)關(guān)型結(jié)構(gòu)如圖33（b）。光信號(hào)的分割復(fù)用方式有三種：空分、時(shí)分和波分。串聯(lián)電極是一個(gè)溝道隔開(kāi)的兩個(gè)電流注入?yún)^(qū)，由于溝道沒(méi)有電流輸入，它起著飽和吸收區(qū)的作用。最常用的是采用鈦擴(kuò)散鈮酸鋰波導(dǎo)構(gòu)成HZ干涉型外調(diào)整器。典型的波導(dǎo)長(zhǎng)度為數(shù)個(gè)毫米。器件的這個(gè)作用相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)把光信號(hào)給“關(guān)斷”了；當(dāng)偏置電流信號(hào)為某一個(gè)不為零的值時(shí)，輸入的光信號(hào)便會(huì)被適當(dāng)放大后而輸出，這相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合讓光信號(hào)“通過(guò)”。由于光波分復(fù)用技術(shù)的成熟，傳輸容量的迅速增長(zhǎng)帶來(lái)的對(duì)交換系統(tǒng)發(fā)展的壓力和動(dòng)力，通信網(wǎng)中交換系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，運(yùn)行速率越來(lái)越高。這樣可以使增益平坦性、噪聲特性和放大效率達(dá)到最佳。在1535～1561nm之間，實(shí)現(xiàn)了增益基本平坦。為了使EDFA的增益平坦，主要采用 “增益均衡技術(shù)”和“光纖技術(shù)”。英國(guó)BT實(shí)驗(yàn)室研制的OXC采用WDM技術(shù)與空分技術(shù)相結(jié)合，已用于波分復(fù)用系統(tǒng)。OXC主要由光交叉連接矩陣、輸入接口、輸出接口、管理控制單元等模塊組成。對(duì)于OADM，在分出口和插入口之間以及輸入口和輸出口之間必須有很高的隔離度（＞25dB），以最大限度地減少同波長(zhǎng)干涉效應(yīng)，否則將嚴(yán)重影響傳輸性能。 Williams公司將為Frontier在休士頓、亞特蘭大等地的網(wǎng)絡(luò)提供1610Gb/s的DWDM系統(tǒng)。1996年NEC、ATamp。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(kāi)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(kāi)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。光時(shí)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(shí)現(xiàn)的方法有增益開(kāi)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。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。特別是數(shù)字傳輸干線采用時(shí)分復(fù)用(OTDM) 技術(shù)，充分挖掘光纖的帶寬資源，實(shí)現(xiàn)大容量信息在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的交換。也就是說(shuō)，信息從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸過(guò)程中始終在光域內(nèi)，波長(zhǎng)成為全光網(wǎng)絡(luò)的最基本單元。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(jì)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，而光纖具有巨大的帶寬，傳輸損耗較低。 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　　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(xiàn) 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(chēng)為第三代網(wǎng)絡(luò)，不久的將來(lái)，它將成為電信、Internet等網(wǎng)絡(luò)的核心。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)