全光网络技术发展趋势研究报告.doc

课 程 报 告 科目 现代通信系统 姓名 江海蓉 学号 2013358 专业 信号与信息处理 指导老师 李晖 全光通信网 目前，光通信的发展主要向更大的容量发展，但是，在向大容量进军的同时，如何有效的运行、管理和维护如此大规模的网络已经逐渐被人们关注。指出了未来光通信的发展方向。随着社会的进步，可以极大丰富和改善人们通信效果和质量的宽带视频、多媒体业务、基于IP的实时/准实时业务等新兴数据业务的社会需求不断增长。由于新兴业务占用的带宽资源较多，高速宽带综合业务网络已成为本世纪通信网络的发展趋势纤具有巨大的带宽1.55μm波长附近200nm范围内，传输损耗较低。由公式f = c/λ，其中f为频率、λ为波长、c = 3×10m/s 为光速，可得知200nm的对应带宽约为25THz（1THz=1012Hz）。在1.3μm波长附近，也有约25THz可利用的带宽。这样，一根光纤可提供的理论传输带宽约为50THz。但是，目前串行电信号传输速率上限为40Gbps，即使用此速率在光纤上传输，也仅利用了光纤容量的千分之一。在众多的网络技术实现方案中，基于电子技术的网络方案由于受限于器件工作上限速率40G，难以完成高速宽带综合业务的传送和交换处理，网络中还会出现带宽“瓶颈”。只有基于光纤的全光网络方案能提供高速、大容量的传输及处理能力，打破信息传输的“瓶颈”，可以在很长的时间内适应高速宽带业务的带宽需求。全光网络（全光通信网络）是指光信息流在网络中的传输及交换时始终以光的形式存在，而不需要经过光/电、电/光变换。也就是说，信息从源节点到目的节点的传输过程中始终在光域内，波长成为全光网络的最基本单元。由于全光网络中的信号传输全部在光域内进行，因此，全光网络具有对信号的透明性，它通过波长选择器件实现路由选择。全光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，成为下一代高速（超高速）宽带网络的首选。未来光通信网络发展的主要趋势为：组网方式开始从简单的点到点传输向光层联网方式前进，改进组网效率和灵活性；光联网将从静态联网开始向智能化动态联网方向发展，改进网络响应和生存性是未来发展的一项主要任务；智能网络对于运营商在竞争中推出与众不同的服务，以及节省运营开支起着至关重要的作用。 电缆网络采用传输电缆将各网络节点连接在一起，，，，，，(FDM)来提高带宽。电缆网络具有以下特点:主要用于传输模拟信号；；；，， 2.第二代网络———光电混合网络 光电混合传输网络是在各个节点之间用光缆代替电缆，，，，:通信容量大，，，，(OTDM) 技术，，(SDH)， 3.第三代网络———全光网络 全光网络以光节点代替电节点，，，，，，(PDH/ SDH/ ATM) 共存于一个传输网络系统；，，(包括无源分路/合路器) 而不必安装新的信号交换与处理设备。全光网络与光电混合网络的最大区别在于它具有最少量的电/光- 光/电转换设备，，全光网络具有如下优点：1)提供巨大的带宽。2)与无线或铜线比，处理速度高且误码率低。3)采用光路交换的全光网络具有协议透明性，即对信号形式无限制。允许采用不同的速率和协议，有利于网络应用的灵活性。4)全光网中采用了较多无源光器件，省去了庞大的光/电/光转换工作量及设备，提高网络整体的交换速度，降低了成本并有利于提高可靠性。 对于全光网络的发展来说，目前还存在一些技术挑战，如光网络的网络管理、网络的互连和互操作、光性能的监视和测试等。网络管理除了基本的功能外，核心光网络的网络管理应包括下列功能：光波长路由管理、端到端性能监控、保护与恢复、疏导和资源分配策略管理。目前这方面的协议已经提出并逐步走向完善。光通信一直是推动整个通信网络发展的基本动力之一，已经提出的智能光网络和城域光网络等代表了光通信的未来发展方向 2 全光网络的相关技术 2.1光复用/解复用技术 2.1.1光时分复用（OTDM） 光时分复用（OTDM）是用多个电信道信号调制具有同一个光频的不同光信道，经复用后在同一根光纤传输的扩容技术。光时分复用技术主要包括：超窄光脉冲的产生与调制技术、全光复用/解复用技术、光定时提取技术。 1.超窄光脉冲的产生 光时分复用要求光源提供5～20GHz的占空比相当小的超窄光脉冲输出，实现的方法有增益开关法、LD的模式锁定法、电吸收连续光选通调制法及光纤光栅法、SC(Supercontinum）光脉冲。增益开关法可以产生脉宽5～7ps、脉冲重复频率在10GHz左右可任意调整的光脉冲，其优点是很容易与其它信号同步。增益开关法已用于各种高速光传输实验中的脉冲源