全光网络
全光网络(AON All Optical Network)是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换,而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理,所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用,提高了网络资源的利用率。
基本信息
- 中文名
全光网络
- 外文名
AON All Optical Network
技术
这里只介绍每一种技术的基本概念。
(1) DWDM/FDM技术
DWDM技术的发展与成熟是推动全光通信网络发展的最重要因素。正是由于几十个甚至上百个波长可以在一根光纤里同时传输,基于波长的光交换才成为可能,传统的电交换体制才第一次有可能丧失统治地位。也正是由于波分复用技术,不同体制的信号如语音、数据、视频才有可能在一起传输。相对于DWDM技术,频分复用(FDM)技术有成熟的光纤副载波复用技术为依托,可以更经济有效地实现。
(2) 高速器件技术
DWDM技术可以提供的波长数并不是可以无限增长的,提高单路传输的速率同样是扩大系统通信容量的主要手段。目前,10Gbit/s速率的光纤已经在骨干光通信网络中取得统治地位,对于40Gbit/s器件的研究已经进入商业实验阶段。原来普遍认为,由于硅基电子电路的限制,40Gbit/s将成为单路传输的上限。但最近美国有公司宣布利用超导技术可以突破这一限制。与高速器件相关的技术主要是高速光发射与接收器件、外调制器技术以及相配套的芯片技术。
(3) 可调光器件技术
可调光器件主要包括可调激光器、可调滤波器和可调衰减器等。这其中最主要的是可调激光器,这种器件可以部分替代光交换器件,从而降低全光网络的成本。
(4) 长途传输技术
光通信的长途传输一靠克服损耗,二靠克服色散。前者以前通过EDFA,现在可以通过拉曼放大器实现分布放大。后者一直没有找到太好的解决办法,光孤子曾经被认为是理想方案,但直到最近才有一家法国公司将其变为现实。人们还发明了很多色散补偿的方法,与拉曼分布放大技术结合,可以根本解决色散问题。除此之外人们还利用数字信号处理技术,如FEC来提高链路损耗。前向纠错编码FEC的基本思路是通过一种特殊的编码方式对输入的SDH信号序列进行编码,得出特征码比特串,将这些特征码与SDH信号一起传送,在接收端对收到的信号按照同样的编码方式重新计算特征码,并与收到的源端特征比特串相比较,进行检错与纠错。采用FEC的好处是可显著改善传输误码的特性,增加传输距离,同时还可预报传输网性能的恶化情况。
(5) 光交叉连接器件技术
光交叉连接器件是全光网络的核心器件。实现这种器件的技术包括MEMS、液晶、喷墨技术和全息技术等。
(6) 下一代交换技术
下一代交换技术包括动态路由和波长分配技术、光标记分组技术和光突发数据交换技术。
动态路由和波长分配技术指给定一个物理拓扑,为每一个带宽请求决定路由和分配波长以建立光信道。目前较成熟的技术有最短路径法、最少负荷法和交替固定选路法等。
光标记分组技术类似于IETF的多协议标签交换技术(MPLS),这是一种基于波长的利用光交换机来实现的技术。
光突发数据交换技术是一种基于光突发路由器的将控制信息和业务数据分开传送和交换的分组交换技术,实现相对成本较低,非常适合于局域网应用。
设备
2.1 骨干光网络设备