全光網(wǎng)絡的發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢(完整版)
【正文】 可用性與生存性。因通過使用便宜、低功率的普通激光器(無制冷直接調(diào)制)，低成本寬波長間隔的分撥濾光器以及較低等級的光纖，可降低OC192光鏈路的成本達40%。目前它的輸出功率不夠且噪聲還比較高，不適應長距離超高速DWDM系統(tǒng)的應用；但可用于短距離的WDM系統(tǒng)和城域光網(wǎng)中，尤其重要的是它能將接受的光信號波長改變，輸出新的波長，并在次過程中放大光信號，起動態(tài)波長變換作用，必將會在全光網(wǎng)絡的動態(tài)配置波長、選路由等方面大顯身手。也就是為什么一度出現(xiàn)低色散與低色散斜率型光纖，、真波光纖等新一輪建設高潮的原因。此外，在長途中心局(CO)之間避免電信號再生是另一個削減成本的主要途徑。當波長數(shù)達到數(shù)百量級時各光路間隔將縮小到25GHz()；此時對光源的精度與穩(wěn)定度，對分光濾波器的分辨率的要求均很高。全光網(wǎng)絡的發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢彭承柱 彭明宇摘要： 本文闡述全光網(wǎng)絡如何經(jīng)過WDM技術(shù)的發(fā)展與演變、全光網(wǎng)絡的技術(shù)研發(fā)、過渡到自動光交換網(wǎng)、直到當前智能光交換網(wǎng)絡的發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢。表1給出新世紀開始DWDM系統(tǒng)研發(fā)水平的概貌。通常每隔500km左右，光信號必須被變換到電信號，再消除失真后再變換成光信號?！ ∧壳耙褜崿F(xiàn)的光放大器，除去應用最多的摻鉺光纖放大器(EDFA)外，就是非線性光纖放大器和半導體激光放大器。它雖未商用，但有望取得新的進展?！ ∈聦嵣?，全光交換也是這一思想的反映：因為消除了高成本的光一電一光交換就可以大大減少變換成本。作為光網(wǎng)絡通信樞紐節(jié)點的主要設備OXC，位于多個光環(huán)網(wǎng)的交匯節(jié)點，隨著調(diào)整疏通光波長數(shù)和光路走向，實現(xiàn)各向光路的交叉連接?！ ∷?，考慮現(xiàn)實，為避免技術(shù)和運營的困難，ITUT決定按光傳送網(wǎng)(OTN)的概念研究光網(wǎng)絡技術(shù)并制訂相應的標準化建議?！ ∫壕Ч饨粨Q機包含液晶片、極化光束分離器或光束調(diào)相器?！ ?998年年底貝爾實驗室宣布一項專利成果微電子機械系統(tǒng)(MEMS)。因為在WDM光網(wǎng)絡中人們的興趣越來越集中到OADM上。(5)全光網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 圖2示全光網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。 隨著光網(wǎng)絡需求和技術(shù)的發(fā)展，光網(wǎng)絡將分為核心網(wǎng)、即溝通城市之間的長途光纜干線網(wǎng)、城市范圍的光城域網(wǎng)，以及光接入網(wǎng)，包括城市與農(nóng)村的光接入網(wǎng)和校園、企業(yè)等用戶駐地網(wǎng)；大致如圖3所示。比較著名的有美國的多波長光網(wǎng)絡MONET(Multiwavelength Optical Networking)和國家透明光網(wǎng)絡NTON；歐洲ACTS計劃中的泛歐光傳送網(wǎng)OPEN和光纖城域網(wǎng)METON；日本NTT的企業(yè)光纖骨干COBNET和光城域網(wǎng)PROMETEO等。邊緣交換單元ES位于光電二層的邊界處。OTPN技術(shù)目前存在明顯的成本和技術(shù)障礙，主要是由采用固定長度包引起的傳輸效率低，以及實現(xiàn)光包的同步處理非常困難造成的。 數(shù)字包封的一個重要特點是除凈負荷外，還包括前向糾錯FEC，光路維護管理OAM消息兩部分。由于目前載全光時分多址交換網(wǎng)中，同步、地址識別等復雜的處理功能均采用光子技術(shù)，故不能實現(xiàn)。前置光標記法的優(yōu)點是光標記的產(chǎn)生、提取和識別都比較容易實現(xiàn)，缺點是占用信道資源較多，效率不高。目前的非線性光學介質(zhì)有單模光纖、半導體光放大器(SOA)兩種。盡管大容量的WDM設備和OXC設備已經(jīng)應用，但光路或波長的連接主要仍是人工配置。也就是說通過智能光網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的軟件控制與智能光交換網(wǎng)絡的應用使得今天的光網(wǎng)絡演進到智能自動光交換網(wǎng)絡。通常認為第一代的智能光交換網(wǎng)是建立在OTN的基礎上的全光網(wǎng)絡，然后再向全光智能光交換網(wǎng)演變。盡管人們對智能光交換網(wǎng)絡的研究開發(fā)寄予很大的熱望、投入了相當?shù)募夹g(shù)力量，但智能光交換網(wǎng)絡的未來卻存在許多不確定因素?！ ∫怨鈧魉途W(wǎng)OTN為基礎的ASTN或ASON在選路和信令控制下完成自動交換功能的新一代全光傳送網(wǎng)就使智能光交換網(wǎng)，簡稱智能光網(wǎng)絡。為此，一方面引入智能光網(wǎng)絡管理體系，以便自動發(fā)現(xiàn)線形、環(huán)形、網(wǎng)孔拓撲的光傳送網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)與光纖的連接關(guān)系；自動地配置網(wǎng)絡，實現(xiàn)網(wǎng)絡節(jié)點間路由的自動調(diào)度配置，優(yōu)化網(wǎng)絡資源的分配，維護網(wǎng)絡拓撲的完整一致；實現(xiàn)光路的自動選擇和動態(tài)建立/釋放，即對光路進行自動迂回與保護。高強度光標記法的有點是它不占用信道資源，光標記的提取比較復雜。在用高強度光脈沖實現(xiàn)光標記的技術(shù)方法中，光包由高速率(最高可達40Gbps)低強度的凈負荷和低速率(最高622Mbps)高強度的包頭/光標記構(gòu)成。目前研究較成熟的是光標記交換技術(shù)，其中有兩種光標記新方法：前置光標記法和高強度光脈沖光標記法?！ 榱藢崿F(xiàn)光層管理與維護、光層保護與恢復，在全光網(wǎng)絡研究中曾提出過三種方法：監(jiān)測光路(OSC)、副載波調(diào)制(SCM)和光頭字節(jié)，也就是數(shù)字包封，它們能完成管理與維護功能的優(yōu)劣和特點的比較見表3。這兩種方式和單純的光波長交換方式的比較見表2。在組裝過程中IP包的等待時間是關(guān)鍵，光包一旦組裝完成就進入交換光網(wǎng)絡?！ ≈档米⒁獾氖?，當業(yè)務變得以IP為中心時，在光領域的分組交換將具有明顯的優(yōu)點。光邊緣網(wǎng)絡包括城域邊緣網(wǎng)絡，城域接入與農(nóng)村接入，以及校園、企業(yè)等用戶駐地網(wǎng)絡；而光核心網(wǎng)絡則包括城市間骨干核心網(wǎng)絡與城域核心網(wǎng)絡。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的聯(lián)網(wǎng)功能，其主要傳送實體有網(wǎng)絡連接、
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