【正文】 、基于IP的實時/準實時業(yè)務(wù)等新興數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的社會需求不斷增長。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。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。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。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)。全光去復(fù)用器在光接收端對OTDM信號進行去復(fù)用。1995年NTT進行了10個信道、每個信道的傳輸速率高達10Gb/s，中繼間距為100km，傳輸距離為600km的全光傳輸實驗，系統(tǒng)容量高達60（Tb/s）km。泛歐運營商HER公司(Herms EuropeRailtel）將采用Cienc公司的40。特別是OADM可以從一個WDM光束中分出一個信道分出功能），并且一般是以相同波長往光載波上插入新的信息（插入功能）。光交叉技術(shù)光交叉連接（OXC）是用于光纖網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)備，通過對光信號進行交叉連接，能夠靈活有效地管理光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，是實現(xiàn)可靠的網(wǎng)絡(luò)保護/恢復(fù)以及自動配線和監(jiān)控的重要手段。日本NEC公司研制的88無極性LiNbO3光交叉矩陣由64個無極性定向耦合開關(guān)單元組成，所有開關(guān)單元都以簡單樹形結(jié)構(gòu)（STS）的形式集成在LiNbO3芯片上。但是在WDM傳輸中，由于各個信道的波長不同，有增益偏差，經(jīng)過多級放大 后，增益偏差累積，低電平信道信號SNR惡化，高電平信道信號也因光纖非線性效應(yīng)而使信號特性惡化。據(jù)NTT公司在OFC’97上報道，其最高帶寬達80nm。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。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。當(dāng)偏置電流為零時，輸入的光信號將被器件完全吸收，使得器件不輸出光信號。只要所選的參數(shù)得當(dāng)，那么光束將會在兩個波導(dǎo)上完成交換，通過控制電極上的電壓，將獲得平行連接和交叉連接兩種交換狀態(tài)。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、有機聚合物。它由一個帶有串聯(lián)電極的雙非均勻的波導(dǎo)組成。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)。它可是連接構(gòu)成空分光交換單元，也可以與其他功能開關(guān)一起構(gòu)成時分交換單元和波分交換單元，空間光分開關(guān)可以分光纖型光開光和空間型光開關(guān)。光纖延時線是一種比較適用于時分交換的光緩存器。在波光交換技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計大規(guī)模交換網(wǎng)絡(luò)的一種方法是進行多級鏈路的連接，在各級的連接鏈路中均采用波分復(fù)用技術(shù)。此外，光突發(fā)交換的QoS支持特征也符合要求。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)必須通過波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)信道成組來實現(xiàn)統(tǒng)計復(fù)用。光路層即波長層，為透明傳遞各種格式客戶層信號的光路提供端到端聯(lián)網(wǎng)功能，其主要傳送實體有網(wǎng)絡(luò)連接，鏈路連接，子網(wǎng)連接和路徑。如圖42所示圖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(光纖核心長途干線網(wǎng))，各級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不盡相同。目前光網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能會受到狀態(tài)監(jiān)控、業(yè)務(wù)運營、標準開發(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，既不浪費現(xiàn)有資源，又極大地提高傳輸性能。數(shù)字包封主要提供以下基本功能：提供定幀信號，支持時鐘提取與數(shù)據(jù)信號定界；提供FEC以支持10Gb/s及更高速率；為網(wǎng)管提供開銷通路；提供自動保護倒換指令。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單請求。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)。有可能是資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）或局部路由標記分配協(xié)議（CRLDP）中的擴展信令。這種方式的優(yōu)點是能夠有效利用網(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)時間長。在完成上述用戶間全程光傳送網(wǎng)后，有不少的信號處理、儲存、交換，以及多路復(fù)用／分接、進網(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，整個通信網(wǎng)將由光實現(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)。例如前幾年開始的美國ARPA(Advanced Research Projects Agency)一期計劃(ONTC、AON等)和二期全球網(wǎng)計劃(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)計劃；日本有NTT、NEC和富士通等主要大公司和實驗室進行的研究開發(fā)項目；此外，在法國、德國、意大利和英國同時也在做全光網(wǎng)絡(luò)方面的研究。目前，光傳輸速率不斷提高，預(yù)計在未來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)點設(shè)備，整個網(wǎng)絡(luò)必將變得龐大復(fù)雜難以實現(xiàn)，采用電信號處理信息將給高速傳輸帶來電子“瓶頸”，超高速帶來的經(jīng)濟效益將被昂貴的光/電和電/光轉(zhuǎn)換費用所抵消，因此實現(xiàn)全光網(wǎng)是唯一的出路。從發(fā)展趨勢看，形成一個真正的、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。這些因素決定了全光網(wǎng)中的光信號連接過程是一個異常復(fù)雜的物理參數(shù)預(yù)算過程。光信號的透明性保證了中間節(jié)點對業(yè)務(wù)信號的轉(zhuǎn)發(fā)等處理過程與業(yè)務(wù)信號的協(xié)議、速率等都無關(guān)，簡化了中間節(jié)點對業(yè)務(wù)的處理過程。而業(yè)務(wù)需求往往無法準確預(yù)測，全光網(wǎng)為響應(yīng)業(yè)務(wù)連接需求，往往必須根據(jù)每個業(yè)務(wù)分配波長通道，這種處理方法導(dǎo)致波長利用效率顯著降低（只有同源同宿的業(yè)務(wù)才能共享相同波長通道）。 在全光網(wǎng)中，連接都以光信號形式完成，但眾所周知，在現(xiàn)階段不同光信號是根據(jù)光載波的波長來區(qū)分的，當(dāng)一根光纖上的某個波長通道被分配后，其它業(yè)務(wù)連接就無法實現(xiàn)該波長通道。電層處理能力的加強以及數(shù)字化電子信號將會進一步延緩全光網(wǎng)的商用，只有在研究領(lǐng)域開發(fā)出可以與電子器件性能相媲美的價格便宜的光器件之后，全光網(wǎng)才真正有可能替代電信號處理形式成為主流。不用此信息時，刪除此框。謝 辭參考文獻[1] :國防工業(yè)出版社，～101[2] 吳德明，:科學(xué)出版社，～48[3] 解金山，:～112[4] 吳鍵學(xué)，:～97[5] :～45[6] :～157[7] :～85[8] 周剛，:～113[9] ，2004，（8）[10] ，2002，（4）[11] 徐濟仁，牛紀海，2001，（16）[12] WDM——，2001，（3）.[13] ，2001，（5）[14] Baojun Li and SooJin Chua 22 Optical Waveguide Switch with BowTie Electrode Based on CarrierInjection Total Internal Reflection in SiGe Alloy [J] IEEE Photonics Technical Letters 2001，13(3) 206～208 [15] Gregory A Fish ，Larry A Coldren ，F(xiàn)ellow ，IEEE，and Stephen Suppressed Modal Interference Switch with Integrated Curved Amplifiers for Scaleable Photonic Crossconnects [J] IEEE Photonics Technology Letter. 1998 ，10(2) 230～232論文題名限20字，如需換行與中文名第一字對齊，在文中及畢業(yè)設(shè)計材料各處出現(xiàn)時應(yīng)相同，不用此信息時，刪除此框。 如前所述，如果全光網(wǎng)直接響應(yīng)業(yè)務(wù)連接需求，就必須為每一個業(yè)務(wù)連接分配一個端到端波長通道，造成波長利用效率過低。一方面，帶外數(shù)據(jù)通道不能保證和帶內(nèi)數(shù)據(jù)通道的實時性，不能及時反映當(dāng)前光信號路徑的情況信息，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時無法做到及時倒換；另一方面，帶外數(shù)據(jù)通道失效往往會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)崩潰，而加強帶外數(shù)據(jù)通道的可靠性只會加大網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜程度。對于一個層網(wǎng)絡(luò)而言，要提供電信級傳送服務(wù)，信號質(zhì)量監(jiān)控是必不可少的。 此外，因為不同公司采用長距離傳輸技術(shù)如編碼、調(diào)制、放大技術(shù)并不一致，不同實現(xiàn)方式對系統(tǒng)的改善也不盡相同，種種原因?qū)е虏煌镜娜庠O(shè)備無法在光層直接對接。 雖然全光網(wǎng)發(fā)展迅速，而且很多關(guān)鍵器件也已經(jīng)發(fā)展成熟，利用它們構(gòu)造一個動態(tài)可配置的全光網(wǎng)已經(jīng)不再是“空中樓閣”式的神話。全光網(wǎng)還具有可重構(gòu)性，采用關(guān)鍵網(wǎng)元OADM和OXC可使網(wǎng)絡(luò)的組建更加靈活。值得注意的是，當(dāng)業(yè)務(wù)變得以IP為中心時，在光領(lǐng)域的分組交換將具有明顯的優(yōu)點。在交換技術(shù)方面，波長路由選擇的引入使波分復(fù)用全光網(wǎng)在交換節(jié)點上具有獨特的優(yōu)勢：可以實現(xiàn)光層上的信息交換，克服了電子交換瓶頸現(xiàn)象，且結(jié)構(gòu)簡單靈活，易于網(wǎng)絡(luò)升級。在點到點光纖傳輸系統(tǒng)中，整條線路中間不需要作任何光／電和電／光的轉(zhuǎn)換。OIF：其結(jié)構(gòu)工作組一直致力于UNI方案，最近創(chuàng)建了一個信令工作考慮與ODSI和IETF的工作進行協(xié)調(diào)。 目前，光域業(yè)務(wù)互連聯(lián)盟（ODSI）、IETF和OIF等國際性組織正在對光層動態(tài)控制信令協(xié)議標準進行研究，具體研究狀況如下：光域業(yè)務(wù)互連聯(lián)盟（ODSI）：最初目標是使眾多銷售商在光網(wǎng)絡(luò)中提供開放的用戶光網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）達成共識，并不期望解決多銷售商在光網(wǎng)絡(luò)中的互操作性問題。目前正在研究在對等模式中共享信息的程度。SPC模式對于傳統(tǒng)設(shè)備與光核心網(wǎng)相連接特別重要。5 光網(wǎng)絡(luò)的控制與管理技術(shù)全光網(wǎng)絡(luò)的控制與管理系統(tǒng)是實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，它通過用于光層處理的開銷通道和光層控制信令與管理信息對光網(wǎng)絡(luò)進行有效的控制和管理，如：邊緣節(jié)點的帶寬請求；網(wǎng)絡(luò)