发信人: jcy (俏皮小花仙), 信区: CRC
标 题: 全光网
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年11月11日20:27:54 星期六), 站内信件
一、全光网的概念
--自从光纤被引入通信网以来,它已为通信的发展作出了重要的贡献。随着通信网传输
容量的增加,光纤通信技术也发展到了一个新的高度。光的复用技术如波分复用(WDM)、
时分复用(TDM)、空分复用(SDM)越来越受到人们的重视,但在以这些技术为基础的
现有通信网中,网络的各个节点要完成光/电/光的转换,而其中的电子器件在适应高速、
大容量的需求上,存在着诸如带宽限制、时钟偏移、严重串话、高功耗等缺点,由此产生
了通信网中的"电子瓶颈"现象。为了解决这一问题,人们提出了全光网(AON)的概念,
它是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术,即数据从源节点到目的节点
的传输过程都在光域内进行,而其在各网络节点的交换则使用高可靠、大容量和高度灵活
的光交叉连接设备(OXC)。在全光网络中,由于没有电的处理,所以允许存在各种不同
的协方和编码形式,使信事情传输具有透明性。而电方式只支持单一的业务形式,当其他
协议介入它所支持的协议时,需增加转换设备的开销,使整个网络的管理趋于复杂
化。
二、全光网的基本结构
--目前关于全光网络的规范性结构尚未统一,但世界上有一些国家如美国、德国、法国
等已提出了自己的全光网络规划。从已提出的这些方案来看,它们的基本结构大体一致,
可以分为光网络层和电网络层。
--光网络层(光链路相连的部分)采用了WDM技术,使一个光网络中能传送几个波长
的光信号,并在网络各节点之间采用OXC,以实现多个光信号的交叉连接。光网络层通过
光链路与宽带网络用户接口和局域网(LAN)相连。
--电网络层中的ADM为电子分插复用器,它能够把高速STM-N光信号直接分纤成各种
PDH支路信号,或作为STM-1信号的复用器,它的速率可选STM-1,STM-4或STM-16。
DXC相当于自动数字配线架的数字交叉连接设备,它可以对各种端口速率(PDH或SDH)
进行可控的连接和再连接,所谓交叉连接也是一种"交换功能",所以电网络层中有各种电
子交换,从程控交换(如PABX)、ATM交换(如视频、数据信号的交换)到未来的某种
交换(如图像、多媒体信号的交换)。
--光网络层的拓扑结构可以是环形、星形和网孔形等,交换方式可采用空分、时分或波
分光交换。目前国际上所实验的全光网更注重于波分光交换的应用。如典型的MONET全
光网是个有8个节点和8个波长的WDM环形网,它采用2.5Gbit/s和10Gbit/s的码率,系
统的最大容量为80Gbit/s。
三、全光网络中的关键技术
--要在全光网中实现信号的透明性、可重构性传输,必须研究全光传输的关键技术
。
1.光交叉连接(OXC)
--从图1中可看出,OXC是全光网中的核心器件,它与光纤组成了一个全光网络。OXC
交换的是全光信号,它在网络节点处,对指定波长进行互连,从而有效地利用波长资源,
实现波长重用,也就是使用较少数量的波长,互连较大数量的网络节点。当光纤中断或业
务失效时,OXC能够自动完成故障隔离、重新选择路由和网络重新配置等操作,使业务不
中断,即它具有高速光信号的路由选择、网络恢复等功能。OXC除了提供光路由选择外,
还允许光信号插入或分离出电网络层,它好像SDH中的DXC。
2.光分插复用(OADM)
--OADM在图1中没有示出,它具有选择性,可以从传输设备中选择下路信号或上路信
号,或仅仅通过某个波长信号,但不影响其他波长信道的传输。OADM在光域内实现了SDH
中的分插复用器在时域内完成的功能,且具有透明性,可以处理任何格式和速率的信号。
它能提高网络的可靠性,降低节点成本,提高网络运行效率,是组建全光网必不可少的关
键性设备。
3.掺饵光纤放大器(EDFA)
--在光纤通信中采用WDM技术能实现超大容量、超高速的光传输。而EDFA的商用可
以使全光中继成为现实。EDFA是80年代末发展起来的一种新型光放大器件,它具有高增
益、低噪声、宽频带、增益特性与编振无关,以及对数据速率与格式透明等特点。它可以
对波长在1530~1575mm的光信号同时放大,在1550mm波段,EDFA的放大增益可达30~
40dB。EDFA不但结构简单,与光纤耦合方便,而且连接损耗小。EDFA可用于100个信
道以上的密集波分复用传输系统、接入网中的光图像信号分配系统、空间光通信,以及用
于研究非线性现象等。EDFA是目前光放大技术的主流,它能简化系统,降低传输成本,
增加中继距离,提高光信号传输的透明性,是实现全光网的关键器件。
4.全光网的管理、控制和运作
--全光网对管理和控制提出了新的问题:1、现行的传输系统(SDH)有自定义的表示故
障状态监控的协议,这就存在着要求网络层必须与传输层一致的问题;2、由于表示网络状
况的正常数字信号不能从透明的光网络中取得,所以存在着必须使用新的监控方法的问题;
3、在透明的全光网中,有可能不同的传输系统共享相同的传输媒质,而每一不同的传输系
统会有自己定义的处理故障的方法,这便产生了如何协调处理好不同系统、不同传输层之
间关系的问题。对于以上每一种问题都要有相应的处理方案。从现阶段的WDM全光网发
展来看,网络的控制和管理要比网络的实现技术更具挑战性,网络的配置管理、波长的分
配管理、管理控制协议、网络的性能测试等都是网络管理方面需解决的技术。若没有行之
有效的网管控制系统,则全光网是无法商用的。
四、全光网的特点
--全光网可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性,它具有如下以往传统通信
网和现行的光通信系统所不具备的优点。1、全光网通过波长选择器来实现路由选择,即以
波长来选择路由,对传输码率、数据格式以及调制方式具有透明性的优点。透明性是指网
络中的信息在从源地址到目的地址的过程中,不受任何干涉。由于全光网中信号的传输全
在光域中进行,信号速率、格式等仅受限于接收端和发射端,因此全光网对信号是透明的。
2、全光网不仅可以与现有的通信网络兼容,而且还可以支持未来的宽带综合业务数字网以
及网络的升级。3、全光网络具备可扩展性,即新节点的加入并不会影响原来网络结构和原
有各节点设备。网络可同时扩展用户、容量、种类。4、全光网还具备可重构性,可以根据
通信容量的需求,实现恢复、建立、抗拒除光波长连接,即动态地改变网络结构,可为突
发业务提供临时连接,从而充分利用网络资源。5、由于全光网比现有的网络多了一个光网
络层,而光网络层中的许多光波器件是无源器件,因而可靠性高,而维护费用降低。
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有朝一日寒霜降 只见青松不见花
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