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光网络的主要技术、发展及其应用

光网络的主要技术、发展及其应用

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光网络技术课程综述

——你所了解光网络的主要技术、发展及其应用

（10级电子与通信工程丁彦学号：1039227010）

光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种通信方式。随着通信网传输容量的不断增加，光纤通信也发展到了一定的高度。但是目前的光纤通信技术存在不少弊端，急需对其进行改进。为了解决这些弊端，人们提出了光网络。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，已成为下一代高速宽带网络的首选。这里的光网络，是指全光网络（AllOpticalNetwork，AON）。

全光网络的概念

全光网络是指光信息流从源节点到目的节点之间进行传输与交换中均采用光的形式，即端到端的完全的光路，中间没有电信号的介入，在各网络节点的交换，则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备（OXC）。它是建立在光时分复用（OTDM）或者密集波分复用（DWDM）基础上的高速宽带信息网。

全光网络的特点

全光网络的发明与运用，可以不用在源节点与目的节点之间的各节点进行光电交换、电光交换，弥补了传统光纤通信中存在的带宽限制、严重串话、时钟偏移、高功耗等一些不足，拥有更强的可管理性、透明性、灵活性。

全光网络与传统通信系统相比，具有以下一些特点：

节约成本。

由于全光网络中不需要进行光电转换，这就避免使用传统通信系统中需要的光电转换器材，节省这些昂贵的器材费用，也克服了传输途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难，大大提高了传输速率。此外，在全光网络中，大多会采用无源光学器件，这也带来了成本和功耗的降低。

组网灵活。

全光网络可以根据通信容量的需求，在任何节点都能抽出或加入某个波长，动态地改变网络结构，组网极具灵活性。当出现突发业务时，全光网络可以提供临时连接，达到充分利用网络资源的目的。

透明性好。

全光网络采用波分复用技术，以波长选择路由，对传输码率、数据格式以及调制方式等具有透明性。可方便地提供多种协议的业务。

可靠性高。

在全光网络中不需要光电转换，在传输过程中没有存储和变换，采用的许多光器件都是无源的，极大地提高了传输的可靠性。

换机使用了一种分子束取相附生的技术，与波导交换机相比，该交换机消耗的能量比较小。

随着液晶技术的成熟，液晶光交换机将会成为光网络系统中的一个重要设备，该交换设备主要由液晶片、极化光束分离器、成光束调相器组成，而液晶在交换机中的主要作用是旋转入射光的极化角。当电极上没有电压时，经过液晶片的光线极化角为90°，当有电压加在液晶片的电极上时，入射光束将维持它的极化状态不变。

另外，市场上目前又开发了基于不同类型的特殊微光器件的光交换机，这种类型的交换机可以由小型化的机械系统激活，而且它的体积小，集成度高，可大规模生产，我们相信这种类型的交换机在生产工艺水平不断提高的将来，一定能成为市场的主流。

随着通信网络逐渐向全光平台发展，网络的优化、路由、保护和自愈功能在光通信领域中越来越重要。采用光交换技术可以克服电子交换的容量瓶颈问题，实现网络的高速率和协议透明性，提高网络的重构灵活性和生存性，大量节省建网和网络升级成本。

光交叉连接（OXC）技术

光交叉连接（OXC）是用于光纤网络节点的设备，是全光网络的关键器件。光交叉连接技术是通过对光信号进行交叉连接，能够灵活有效地管理光纤传输网络，实现可靠的网络保护/恢复以及自动配线和监控的重要手段。

光交叉连接（OXC）主要由光交叉连接矩阵、输入接口、输出接口、管理控制单元等模块组成（如REF_Ref313557775\h图1）。为增加OXC的可靠性，每个模块都具有主用和备用的冗余结构；为增加OXC的可靠性。OXC会自动进行主用和备用的倒换。光交叉连接矩阵是OXC的核心，它要求无阻塞、低延迟、宽带和高可靠，并且要具有单向、双向和广播形式的功能。输入输出接口直接与光纤链路相连，分别对输入输出信号进行适配、放大。管理控制单元通过编程对光交叉连接矩阵、输入输出接口模块进行监测和控制。

输入端口

输入端口

光交叉

连接矩阵

输出端口

管理控制单元

图

图SEQ图\*ARABIC1OXC的一般构成

通常根据OXC是否具有疏导低速业务流的能力以及疏导能力的强弱程度，可以将OXC分为以下三类：

传统OXC：这种OXC只具有波长交换能力，不具有疏导低速业务流的能力。只有通过OXC外挂其他汇聚/接汇聚能力的网络设备，才能实现低速业务量的疏导；

单跳疏导OXC：具有波长交换能力，具有低速汇聚端口，可以将多个低速业务流疏导到一个波长通