光纖全光傳輸系統(tǒng)交叉連接

關(guān)鍵技術(shù)三 全光網(wǎng)的管理、控制和運(yùn)作

全光網(wǎng)對(duì)管理和控制提出了新的問(wèn)題：①現(xiàn)行的傳輸系統(tǒng)(SDH)有自定義的表示故障狀態(tài)監(jiān)控的協(xié)議，這就存在著要求網(wǎng)絡(luò)層必須與傳輸層一致的問(wèn)題；②由于表示網(wǎng)絡(luò)狀況的正常數(shù)字信號(hào)不能從透明的光網(wǎng)絡(luò)中取得，所以存在著必須使用新的監(jiān)控方法的問(wèn)題；③在透明的全光網(wǎng)中，有可能不同的傳輸系統(tǒng)共享相同的傳輸媒質(zhì)，而每一不同的傳輸系統(tǒng)會(huì)有自己定義的處理故障的方法，這便產(chǎn)生了如何協(xié)調(diào)處理好不同系統(tǒng)、不同傳輸層之間關(guān)系的問(wèn)題。從現(xiàn)階段的WDM全光網(wǎng)發(fā)展來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)的控制和管理要比網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)更具挑戰(zhàn)性，網(wǎng)絡(luò)的配置管理、波長(zhǎng)的分配管理、管理控制協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)的性能測(cè)試等都是網(wǎng)絡(luò)管理方面需解決的技術(shù)。

全光網(wǎng)的管理、控制和運(yùn)作 全光網(wǎng)對(duì)管理和控制提出了新的問(wèn)題：①現(xiàn)行的傳輸系統(tǒng)(SDH)有自定義的表示故障狀態(tài)監(jiān)控的協(xié)議，這就存在著要求網(wǎng)絡(luò)層必須與傳輸層一致的問(wèn)題；②由于表示網(wǎng)絡(luò)狀況的正常數(shù)字信號(hào)不能從透明的光網(wǎng)絡(luò)中取得，所以存在著必須使用新的監(jiān)控方法的問(wèn)題；③在透明的全光網(wǎng)中，有可能不同的傳輸系統(tǒng)共享相同的傳輸媒質(zhì)，而每一不同的傳輸系統(tǒng)會(huì)有自己定義的處理故障的方法，這便產(chǎn)生了如何協(xié)調(diào)處理好不同系統(tǒng)、不同傳輸層之間關(guān)系的問(wèn)題。從現(xiàn)階段的WDM全光網(wǎng)發(fā)展來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)的控制和管理要比網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)更具挑戰(zhàn)性，

1、全光網(wǎng)是指光信息流在網(wǎng)中的傳輸及交換時(shí)始終以光的形式存在，而不需要經(jīng)過(guò)光/電、電/光轉(zhuǎn)換。

2、所謂全光網(wǎng),是指信號(hào)只是在進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)時(shí)才進(jìn)行電光和光電轉(zhuǎn)換,而在網(wǎng)絡(luò)中傳輸和交換的過(guò)程信號(hào)始終以光的形式存在

3、由于光纖傳輸?shù)某晒蛢?yōu)越性,國(guó)家通信網(wǎng)有從電通信網(wǎng)逐步進(jìn)化為光通信網(wǎng)的傾向,稱為全光網(wǎng).實(shí)踐表明,光通信比電通信有利,在通信領(lǐng)域,光通信是未來(lái)的發(fā)展趨向

4、WDM的應(yīng)用只是點(diǎn)到點(diǎn)的方式還沒(méi)有“網(wǎng)”的概念但I(xiàn)TU"para" label-module="para">

5、為了和應(yīng)用中的光通信網(wǎng)絡(luò)相區(qū)別我們把具有上述性能的光通信網(wǎng)絡(luò)稱為全光網(wǎng).二、全光網(wǎng)的主要技術(shù)全光網(wǎng)的主要技術(shù)有光纖技術(shù)、SDH、WDM、光交換技術(shù)、OXC、無(wú)源光網(wǎng)技術(shù)、光纖放大器技術(shù)等

6、為此,網(wǎng)絡(luò)的交換功能應(yīng)當(dāng)直接在光層中完成,這樣的網(wǎng)絡(luò)稱為全光網(wǎng).它需要新型的全光交換器件,如光交叉連接(OXC)、光分插復(fù)用(OADM)和光保護(hù)倒換等

全光網(wǎng)是以光節(jié)點(diǎn)取代現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的電節(jié)點(diǎn)，并用光纖將光節(jié)點(diǎn)互聯(lián)成網(wǎng)，采用光波完成信號(hào)的傳輸 交換等功能，克服了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)在傳輸和交換時(shí)的瓶頸，減少信息傳輸?shù)膿砣?延時(shí) 提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。

全光網(wǎng)已被認(rèn)為是未來(lái)通信網(wǎng)向?qū)拵?大容量發(fā)展的優(yōu)選方案。

該系統(tǒng)有三種實(shí)現(xiàn)方法：①采用半導(dǎo)體光放大器，其體積小、功耗低，但對(duì)光纖的極化轉(zhuǎn)為敏感、與傳輸光纖的耦合損耗較大；②采用光纖拉曼放大器，可直接接入傳輸光纖，接續(xù)損耗較低，放大所需功率由光泵浦源提供，對(duì)光纖的極化也較敏感；③采用摻鉺光纖放大器，具有高的增益，對(duì)光纖極化不敏感，所需光泵浦源功率低，有較高輸出功率，穩(wěn)定度較高，易于接入傳輸光纖，已在光纖通信系統(tǒng)中得到應(yīng)用。

隨著Internet業(yè)務(wù)和多媒體應(yīng)用的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量正在以指數(shù)級(jí)的速度迅速膨脹，這就要求網(wǎng)絡(luò)必須具有高比特率數(shù)據(jù)傳輸能力和大吞吐量的交叉能力。光纖通信技術(shù)出現(xiàn)以后，其近30THz的巨大潛在帶寬容量給通信領(lǐng)域帶來(lái)了蓬勃發(fā)展的機(jī)遇，特別是在提出信息高速公路以來(lái)，光技術(shù)開始滲透于整個(gè)通信網(wǎng)，光纖通信有向全光網(wǎng)推進(jìn)的趨勢(shì)。

在傳輸方面，光纖放大器是建立全光通信網(wǎng)的核心技術(shù)之一。DWDM系統(tǒng)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)是摻餌光纖放大器（EDFA）。光纖在1.55μm窗口有一較寬的低損耗帶寬（3OTHz），可以容納DWDM的光信號(hào)同時(shí)在一根光纖上傳輸。研究表明，1590nm寬波段光纖放大器能夠把DWDM系統(tǒng)的工作窗口擴(kuò)展到1600nm以上。

貝爾實(shí)驗(yàn)室和NH的研究人員已研制成功實(shí)驗(yàn)性的DBFA。這是一種基于二氧化硅和餌的雙波段光纖放大器，它由兩個(gè)單獨(dú)的子帶放大器組成：一個(gè)是傳統(tǒng)1550nm EDFA（1530-1560nm），另一個(gè)是1590nm的擴(kuò)展波段光纖放大器EBFA和EDFA（工作波長(zhǎng)1570-1605nm），EBFA和EDFA的結(jié)合使用，可使DWDM系統(tǒng)的帶寬增加一倍以上（75nm），為信道提供更大的空間，從而減少甚至消除了串話。因此，1590nmEBFA對(duì)滿足不斷增長(zhǎng)的高容量光纖系統(tǒng)的需求邁出了重要的一步。

為開發(fā)先進(jìn)的光纖通信網(wǎng)絡(luò)，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署DARPA資助了寬帶信息基礎(chǔ)技術(shù)(BIT)研究計(jì)劃，BIT計(jì)劃的核心是多波長(zhǎng)光網(wǎng)絡(luò)MONET項(xiàng)目，它是一個(gè)建立在波分復(fù)用基礎(chǔ)上的美軍未來(lái)全球多波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)床，其目標(biāo)是推進(jìn)、演示和使各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、先進(jìn)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)管理集成在一起，以實(shí)現(xiàn)大容量、高性能、經(jīng)濟(jì)、可靠的多波長(zhǎng)全國(guó)(或全球)透明光網(wǎng)，供商業(yè)和政府通信之用。

歐盟也資助了歐洲先進(jìn)通信研究和技術(shù)發(fā)展(RACE)計(jì)劃以及先進(jìn)通信技術(shù)和業(yè)務(wù)(ACTS)研究計(jì)劃。歐盟資助的ACTS研究計(jì)劃中，光技術(shù)領(lǐng)域由多個(gè)項(xiàng)目組成，其重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)演示上，同時(shí)對(duì)不同的光網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)器件進(jìn)行研究。

中國(guó)：上海率先跨入全光通信時(shí)代

上海在全國(guó)率先跨入了全光通信的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)時(shí)代。由上?？萍季W(wǎng)升級(jí)改造的上海全光通信示范網(wǎng)正平穩(wěn)順利運(yùn)行，863高科技成果實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

上海科技網(wǎng)完成全光化改造后，單根光纖傳輸總帶寬達(dá)到40Gb/s，是原來(lái)ATM網(wǎng)155兆帶寬的256倍，1秒鐘內(nèi)可輸送相當(dāng)于2.5億個(gè)漢字的信息，做到了名副其實(shí)的“海量”傳輸。上海全光網(wǎng)能與現(xiàn)有各種通信設(shè)備能良好“合作”，引起各應(yīng)用部門的充分關(guān)注，截止2001年9月已有1000多個(gè)用戶開通了應(yīng)用服務(wù)。

上海全光網(wǎng)的成功運(yùn)用造就了商機(jī)，上海光網(wǎng)公司將為云南昆明全光寬帶網(wǎng)工程提供設(shè)備，內(nèi)蒙古、重慶的有關(guān)單位也表示了合作意向。