全光網絡未來網絡發展趨勢

■鐵生

全光網絡未來網絡發展趨勢

■鐵生

從原理上講，全光網就是指通信網中用戶與用戶之間信號的傳輸與交換全部采用光波技術，即數據從源節點到目的節點的傳輸過程都在光域內進行，中間沒有光電轉換器。

全光網為人們勾畫出了信息傳送的美好藍圖，我們要朝著這個方向不斷邁進。

從1966年被稱為“光通信之父”的英籍華人高錕博士，根據介質波導理論提出光纖通信的概念，到目前光纖通信發展成為最主要的傳輸手段僅40多個年頭，其速度之快大大超過了人們的想象。這主要是因為光纖傳輸技術具有許多獨特的優越特征。其傳輸頻帶寬、信息容量大、有近30THz的巨大潛在帶寬容量;傳輸損耗小，傳輸距離遠;傳輸速率高，可靠性高，傳輸的信號質量高;抗干擾和保密性能好;可傳輸電視、數據、聲音等多種信號，最便于雙向傳輸和交互式業務的開展;光纖的原料廣，技術發展快，價格大幅度下降，于是給通信領域的發展帶來了蓬勃生機。

人們為了充分利用光纖的巨大潛在帶寬容量，不斷提高光纖的傳輸速率，以創造更多的效益，適應爆炸式增長的通信業務需求，提出了全光網(AON)的概念。

從原理上講，全光網就是指通信網中用戶與用戶之間信號的傳輸與交換全部采用光波技術，即數據從源節點到目的節點的傳輸過程都在光域內進行，中間沒有光電轉換器。這樣，網內光信號的流動就沒有光電轉換的障礙，信息傳遞過程無需面對電子器件速率難以提高的困難，就可以擺脫“電子瓶頸”的限制。實現信號的超長距離、超大容量和超高速率傳輸。由于信號只是在進出網絡時才進行電/光和光/電的變換，而在網絡中傳輸和交換的過程中始終以光的形式存在，于是在整個傳輸過程中沒有電的處理，PDH、SDH、ATM等各種傳送方式均可使用，提高了網絡資源的利用率。

全光網可使通信網具有更強的可管理性、靈活性、透明性，與傳統通信網和現行的光通信系統相比，它具有許多優點。

1、全光網絡能夠提供巨大的帶寬。因為全光網對信號的交換都在光域內進行，可最大限度地利用光纖的傳輸容量。

2、全光網絡具有傳輸透明性。因為采用光路交換，以波長來選擇路由，因此對傳輸碼率、數據格式以及調制方式具有透明性，即對信號形式無限制，允許采用不同的速率和協議。

3、全光網絡具有良好的兼容性。它不僅可以與現有的網絡兼容，而且還可以支持未來的寬帶綜合業務數據網以及網絡的升級。、全光網比銅線或無線組成的網絡具有更高的處理速度和更低的誤碼率。

4、全光網絡具備可擴展性，新節點的加入并不會影響原來網絡結構和原有各節點設備。

5、全光網具有可重構性，可以根據通信容量的需求，動態地改變網絡結構，可對光波長的連接進行恢復、建立、拆除。

6、全光網中采用了較多無源器件，省去了龐大的電光、光電轉換設備，結構簡單，便于維護，可大幅度提升網絡整體的交換速度，提高可靠性。

全光網可分為全光內部部分和外部網絡控制管理部分。內部全光網是透明的，能容納多種業務格式，通過光交換與選路技術，網絡節點可以透明地發送或從別的節點接收信息。外部控制管理部分可以實現網絡的重構，使得波長和容量在整個網絡內動態分配以滿足通信量、業務和性能需求的變化，并提供一個生存性好，容錯能力強的網絡。

全光網以波長路由光交換技術和波分復用傳輸技術為基礎，它的網絡節點由光分插復用器(OADM)和光交叉連接器構成，能在光域上實現高速信息流的傳輸、交換、路由和故障烣復等功能。光交叉連接器與光分插復用器是全光網中最重要的網絡器件，是真正實現全光網關鍵性功能的必要前提，也是目前國內外光通信器件廠商研究和開發的熱點。

光交換技術可以分成光路交換技術和分組交換技術。光路交換又可以分成3種類型，即空分(SD)、時分(TD)和波分/頻分(WD/FD)光交換，以及由這些交換形式組合而成的結合型。其中空分交換按光矩陣開關所使用的技術又分成兩類，一類是基于波導技術的波導空分，另一類是使用自由空間光傳播技術的自由空分光交換。時分交換系統的關鍵部件是開發高速光邏輯器件。波分光交換網絡由波長復用器/去復用器，波長選擇空間開關和波長互換器(波長開關)構成。光分組交換中異步傳送模式是近年來廣泛研究的一種方式。

波分復用(WDM)技術是利用一根光纖同時傳送不同波長的攜帶調制信號的光波，在同一根光纖上創造了許多虛擬光纖，從而數倍乃至數十倍地提高傳輸容量。

通常光交叉連接有3種實現方式：光纖交叉連接、波長交叉連接和波長變換交叉連接。其中，光纖交叉連接以一根光纖上所有波長的總容量為基礎進行交叉連接，容量大但不靈活。波長交叉連接可將任何光纖上的任何波長交叉連接到使用相同波長的任何光纖上。波長變換交叉連接可將任何光纖上的任何波長交叉連接到使用不同波長的任何光纖上，它可以進行波長變換，具有最高的靈活性。

目前，能提供波長交換和選路、光分組交換、超長距離傳輸和智能分插復用模塊的智能全光網絡節點已經能夠實現了，向全光網絡邁進的解決方案層出不窮。我們可以小型的交換設備為起點，隨著業務量的增加而逐步增大規模，而不是采取“一鍋端”的辦法大面積推廣，在小步推進中體驗新技術帶來好處的同時，在積累經驗中分階段穩步邁向全光網絡。