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发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: ( 21 )二十一世纪的光网点传输设备浅述
发信站: 哈工大紫丁香 (Sat May 10 14:00:28 2003) , 转信

二十一世纪的光网点传输设备浅述
光纤通信技术的诞生加速了通信的发展进程。近年来，随着信息业的迅速发展，数
据、图象以及多媒体的业务量剧增，通信网在传输容量、传输质量和可靠性等方面面临
着更高的需求。人们开始寻求一种能够提高投资效率，提供低成本的带宽，以及提供更
快捷、更廉价的网络升级服务的方法。
由于材料、光器件以及半导体工艺近几年突破性的进展，WDM系统使用了性能稳定、
体积较小、成本相对低的先进器件，使得WDM技术进入商用。DWDM技术实质上是在频域对
高速光信号复用，从而达到提高网络容量的目的；另一方面人们也在研究OTDM(光时分复
用)技术，对高速光信号进行时分复用，从时域上达到提高网络容量的目的。相比之下O
TDM技术实现起来技术难度大，比较复杂；而目前的DWDM技术更为成熟些，因此DWDM技术
已成为目前扩大通信网络容量的主要方法。
经过DWDM技术扩容的网络，在节点上迫切需要对波长进行灵活有效的管理，利用波
长进行分插复用（OADM）和在波长上进行交叉连接（OXC），光传送网络的构想由此应运
而生。可以说WDM技术是建立光传送网络的基础。图1为光传送网（OTN）结构以及它与数
字用户层的互连关系示意图。
光网层由光节点和连接节点的光纤链路组成，根据具体应用要求的不同，链路中还
可以插入在线光放大器。其中，光交叉连接（OXC）设备和光分插复用（OADM）设备是组
成光节点的核心设备。图2和图3为典型的OADM和OXC功能示意图。
光分插复用(OADM)设备的基本功能是在波数为4、8、16或32波的复用波长中插入或
从其中取出单个或多个作为信道的波长。根据OADM设备上下波长的方式，OADM设备可分
为信道固定型和信道灵活型。信道固定型OADM设备能够上下一个或N个固定信道，而信道
灵活型OADM设备能够灵活地选择上下指定的一个或N个信道。光交叉连接(OXC)设备的基
本功能是以波长为信道的基本单位完成信道的交叉连接；当网络话务量的变化或者网络
失效需要恢复时，依靠OXC设备能够根据需要对光传送网进行网络重组。
不难看出，在WDM技术基础之上发展起来的光传送网络除了具有WDM的所有优点之外
，还具有以下特点：
●光传送网络是超大容量网络。
●光传送网络具有可扩展性，易于升级，允许网络节点数和业务量的不断增长。
●网络传输具有透明性，可透明传输具有代码格式的、不同速率等级的用户数字信号。
●节点内部的光信号不经过任何光-电-光转换，这样就克服了由于处理高速电信号造成
的瓶颈问题，对光信号实现了超高速通信。
●光节点上的光分插复用（OADM）和光交叉连接（OXC）设备，能在光波长上实现灵活、
高速、大容量的交叉连接，而且使得网络具有可重构性。
●光传送网络对现有系统具有良好兼容性，易于实现网络升级。
●有实现双向通信的潜力。
可见，正是由于基于波分复用技术和光通道技术的光传送网络（Optical Transpor
t Network)具有传输容量大、组网灵活、易于升级、能够同时适应用户信号种类和服务
种类不断增长的需求等诸多优点，它才被人们普遍视为21世纪通信骨干网的发展方向。
实现光交叉连接（OXC）和光分插复用（OADM）有多种方法，其关键在于开发应用先
进的光器件；光器件包括光交换器件和光波长转换器件。国外已研制了多种可用于实现
光交换的器件，在光开关方面有机械光开关、聚合物开关、半导体开关等；在光波长转
换方面有用阵列波导光栅（AWG）的无源器件，用波长可选择激光器的光-电-光转换器件
，也有利用四波混频效应的半导体激光放大器实现光-光转换的全光波长转换器件等等。
这些器件在性能和具体应用上各有其固有的优缺点，因而OADM和OXC设备根据选用不同的
器件有多种实现方案。
此外，功能强大的网络管理系统也是光传送网络的重要组成部分。国际电信联盟IT
U-T已给出光传送网的分层管理结构的定义，图4示意了光传送网的分层结构与实际光传
输系统的对应关系。实用化的OADM和OXC设备需要有能够控制波长组合以及处理故障的管
理单元，以便在组网时实现光传送网的可靠性和灵活性。
目前，研制开发OADM和OXC设备已成为通信领域的热点之一。美国、日本以及欧洲的
少数著名公司已经完成了光交叉连接传输设备的一些现场实验，在系统与网络间的兼容
性、OXC设备的级联特性、系统的保护倒换能力、网络管理等方面取得了不少成功的经验
。但是，缺少商用的光-光全光波长转换器件仍然是实现真正意义上的全光网络的瓶颈问
题。光器件正在向集低损耗、高隔离度、高交换速度、高集成度、功耗低、体积小和成
本低等优点于一身的方向发展，可以预计实用化的全光波长转换器件的出现将极大加快
OADM和OXC设备大规模进入商用的步伐。
今年5月，由武汉邮科院自行研制开发的济南-青岛8×2.5Gb/s SDH波分复用系统试
验工程顺利通过了终验，这表明我国的WDM传输技术已接近世界先进水平。武汉邮科院将
进一步运用已掌握的DWDM技术、继续发挥有特色的网管系统的优势，开展实用化的OADM
和OXC设备研制工作，为建立中国高速信息示范网（CAINONET)、促进我国的全光网的发
展再作贡献。
（赵颖 高级工程师）



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