通信网络概论第04章.ppt

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1、第四章第四章 光光 纤纤 通通 信信4.1 4.1 概概概概 述述述述4.2 4.2 光光光光 纤纤纤纤4.3 4.3 光光光光 发发发发 射射射射 机机机机4.4 4.4 数字光接收机数字光接收机数字光接收机数字光接收机4.5 4.5 光光光光 中中中中 继继继继 器器器器4.6 4.6 掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器(EDFA)EDFA)4.7 4.7 光波分复用（光波分复用（光波分复用（光波分复用（WDMWDM）4.8 4.8 新新新新 型型型型 光光光光 纤纤纤纤4.9 4.9 全光通信网简介全光通信网简介全光通信网简介全光通信网简介4.1 概概 述述4.1.

2、1 光纤通信的概念及发展方向光纤通信的概念及发展方向光光纤纤通通信信是是以以光光波波为为载载频频、光光导导纤纤维维（简简称称光光纤纤）为为传传输输媒媒质质的的一一种种通通信信方方式式。光光纤纤通通信信工工作作频频率率范范围围为为f=105107GHz，对应的波长范围为对应的波长范围为=0.3310-6cm。强强度度是是指指单单位位面面积积上上的的光光功功率率。强强度度调调制制就就是是在在发发送送端端用用电电信信号号通通过过调调制制器器控控制制光光源源的的发发光光强强度度，使使光光强强随随着着信信号号电电流流线线性性变变化化，从从而而将将电电信信号号转转变变成成相相应应的的已已调光信号送入光纤进

3、行传输。调光信号送入光纤进行传输。光纤通信具有以下特点：光纤通信具有以下特点：传输频带宽，通信容量大。传输频带宽，通信容量大。传输损耗低、中继距离长。传输损耗低、中继距离长。抗电磁干扰。抗电磁干扰。保密性强，无串话干扰。保密性强，无串话干扰。4.1.2 光纤通信的工作窗口光纤通信的工作窗口光光纤纤的的损损耗耗系系数数随随着着波波长长而而变变化化，为为获获得得低低损损耗耗特特性性，光光纤纤通通信信选选用用的的波波长长范范围围在在 0.81.8m，并并称称0.81.0m为为短短波波长波段，长波段，1.01.8m为长波长波段。为长波长波段。(1000 纳纳米米(nm)=1 微微米米0.001 毫毫米

4、米(mm)=1 微微米米0.0001 厘厘米米(cm)=1 微微米米)4.2 光光 纤纤4.2.1 光纤的结构和分类光纤的结构和分类光光纤纤由由纤纤芯芯和和包包层层两两部部分分组组成成，纤纤芯芯完完成成光光信信号号的的传传输输，包包层层是是为为了了将将光光信信号号封封闭闭在在纤纤芯芯中中并并保保护护纤纤芯芯。纤纤芯芯和和包包层层的的折折射射率率不不同同，设设纤纤芯芯、包包层层的的折折射射率率分分别别为为n1、n2,则则n1n2。(1)根根据据光光纤纤横横截截面面上上折折射射率率分分布布的的不不同，分为阶跃型光纤和渐变型光纤。同，分为阶跃型光纤和渐变型光纤。(2)根根据据光光纤纤中中传传输输模模

5、式式数数量量的的不不同同，分为单模光纤和多模光纤。分为单模光纤和多模光纤。4.2.2 光纤的传输特性光纤的传输特性1.损耗损耗光光纤纤的的传传输输损损耗耗是是影影响响系系统统传传输输距距离离的的重重要要因因素素，光光纤纤自自身身的的损损耗耗主主要要有有吸吸收收损耗和散射损耗。损耗和散射损耗。2.色散色散光光脉脉冲冲信信号号经经光光纤纤传传输输，到到达达输输出出端端会发生时间上的展宽，这种现象称为色散。会发生时间上的展宽，这种现象称为色散。3.非线性效应非线性效应光光纤纤通通信信中中，激激光光器器输输出出的的高高功功率率导导致光纤的非线性极为显著。致光纤的非线性极为显著。4.3 光光 发发 射射

6、 机机4.3.1 光源光源在在光光纤纤通通信信系系统统中中光光源源的的作作用用是是将将被被传传输输的的电电信信号号转转换换为为光光信信号号送送入入光光纤纤，即即完成电完成电/光转换任务。光转换任务。1.LD的特性的特性半半导导体体激激光光器器在在注注入入电电流流达达到到一一定定数数值值（IIt）时时，才才发发出出激激光光；而而IIt时时发发出出的是荧光，即的是荧光，即LD具有阈值性。具有阈值性。2.LED的特性的特性LED与与LD的的差差别别是是它它没没有有光光学学谐谐振振腔腔，不不能能产产生生激激光光，靠靠自自发发辐辐射射发发光光，产产生的是荧光。生的是荧光。4.3.2 光发射机的组成光发射

7、机的组成直直接接强强度度调调制制的的数数字字光光发发射射机机组组成成方方框框图图如如图图4-3-2所所示示，其其作作用用是是将将PCM设设备备送送来来的的电电信信号号进进行行电电/光光变变换换，并并处处理理成成为为满足一定要求的光信号后送入光纤传输。满足一定要求的光信号后送入光纤传输。图4-3-2 光发射机方框图(1)光光源源是是光光发发射射机机的的关关键键器器件件，它它产产生光纤通信系统所需要的载波。生光纤通信系统所需要的载波。(2)输输入入接接口口在在电电发发射射机机与与光光发发射射机机之之间解决阻抗、功率及电位的匹配问题。间解决阻抗、功率及电位的匹配问题。(3)线路编码。线路编码。(4)

8、调调制制电电路路将将电电信信号号转转变变为为调调制制电电流流，以便实现对光源输出功率的调制。以便实现对光源输出功率的调制。(5)控控 制制 电电 路路 包包 括括 自自 动动 温温 度度 控控 制制（ATC）和和自自动动光光功功率率控控制制（APC）电电路路，这这是是防防止止环环境境温温度度变变化化和和器器件件老老化化，影影响响输出光功率的稳定而采取的措施。输出光功率的稳定而采取的措施。4.3.3 数字光纤通信的线路码型数字光纤通信的线路码型适适用用于于光光纤纤通通信信系系统统的的线线路路码码型型主主要要有有mBnB码、插入比特码和加扰码。码、插入比特码和加扰码。1.mBnB码码mBnB码码又

9、又叫叫分分组组码码，是是把把输输入入的的信信息息码码流流以以m比比特特（mB）分分为为一一组组，再再按按一一定定规规则则变变换换成成n比比特特（nB）一一组组的的码码组组输输出。出。2.插入比特码插入比特码这这种种码码型型是是把把输输入入的的信信息息码码流流按按m比比特特分分为为一一组组，再再在在每每组组的的m位位之之后后插插入入一一个比特，组成线路码。个比特，组成线路码。3.加扰码加扰码扰扰码码是是把把已已知知的的二二进进制制序序列列按按一一定定方方法法加加入入到到信信息息码码流流中中，在在接接收收端端，用用同同样样方法再恢复出原来的信息码流。方法再恢复出原来的信息码流。4.4 数字光接收机

10、数字光接收机4.4.1 光接收机的组成光接收机的组成光光接接收收机机的的作作用用是是把把经经过过光光纤纤传传输输后后，脉脉冲冲幅幅度度被被衰衰减减、宽宽度度被被展展宽宽的的微微弱弱光光信信号号转转变变为为电电信信号号，并并放放大大、再再生生，恢恢复复出出原来的信号。原来的信号。光光信信号号传传送送到到接接收收端端，通通过过光光电电检检测测器器的的光光/电电转转换换作作用用变变成成电电信信号号，再再送送入入前前置放大器放大。置放大器放大。4.4.2 光电检测器光电检测器光光电电检检测测器器是是影影响响光光接接收收机机性性能能的的主主要器件，对它的要求是：要器件，对它的要求是：（1）响响应应波波长

11、长：每每种种材材料料制制造造的的光光电电检检测测器器对对光光波波有有固固定定的的峰峰值值响响应应波波长长，不同材料的光电检测器峰值响应波长不同。不同材料的光电检测器峰值响应波长不同。（2）光光电电转转换换效效率率：工工程程上上用用响响应应度度和和量量子子效效率率两两个个物物理理量量来来衡衡量量光光电电转转换换效率。效率。（3）响响应应速速度度：是是描描述述光光电电检检测测器器生生成成的的光光电电流流随随着着入入射射光光信信号号变变化化快快慢慢的的物物理理量量，用用上上升升时时间间和和下下降降时时间间（统统称称响响应应时间）表示。时间）表示。（4）暗暗电电流流I：是是指指无无光光照照射射时时，光

12、光电检测器的输出电流（反向电流）。电检测器的输出电流（反向电流）。（5）要要求求光光电电检检测测器器的的主主要要特特性性随随外外界界环环境境和和温温度度的的变变化化尽尽可可能能小小，以以提提高高系系统的稳定性和可靠性。统的稳定性和可靠性。4.5 光光 中中 继继 器器光光中中继继器器有有两两种种类类型型。一一种种是是光光光光中中继继器器，这这种种光光中中继继器器直直接接对对光光信信号号进进行行放放大大处处理理。另另一一种种是是光光电电光光中中继继器器，这种光中继器对光信号进行间接放大。这种光中继器对光信号进行间接放大。4.6 掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器(EDFA)光光纤纤放放大大器器包包括括

13、稀稀土土掺掺杂杂光光纤纤放放大大器器和利用非线性效应的常规光纤放大器。和利用非线性效应的常规光纤放大器。损损耗耗是是限限制制无无中中继继传传输输距距离离的的主主要要原原因。因。掺掺铒铒光光纤纤放放大大器器如如图图4-6-1所所示示，它它使使光纤通信的传输方式产生了革命性的变化。光纤通信的传输方式产生了革命性的变化。图图4-6-1 掺铒光纤放大器示意图掺铒光纤放大器示意图掺掺铒铒光光纤纤放放大大器器有有许许多多优优点点，首首先先它它工工作作在在1.55m，正正好好是是波波分分复复用用系系统统工工作作波波段段；其其次次，它它的的增增益益带带宽宽很很宽宽，达达30nm或或更更高高，可可以以实实现现各

14、各路路光光信信号号的的同同时时放放大大，尤尤其其实实用用于于密密集集波波分分（DWDM)系系统统；第第三三，它它的的增增益益高高，约约为为2040dB，且且有有较较高高的的饱饱和和输输出出功功率率，可可用用于于功功率率放放大大；第第四四，它它能能做做到到低低噪噪声声工工作作；第第五五，它它便便于于与与光光纤纤通通信信系系统统连连接接，耦耦合合损损耗耗小小，可可达达0.1dB；最最后后，它它所所需需泵泵浦浦光光功功率率低低，约约数数十毫瓦，泵浦效率较高。十毫瓦，泵浦效率较高。4.7 光波分复用光波分复用（WDM）波波分分复复用用技技术术是是利利用用单单模模光光纤纤在在低低损损耗耗区区的的巨巨大大

15、带带宽宽，在在发发端端将将多多路路处处在在不不同同光光波波长长上上的的信信道道合合波波后后送送进进同同一一芯芯光光纤纤进进行行传传输输，每每一一个个光光波波长长传传输输一一个个TDM信信号号，只只要要各各波波长长间间有有足足够够的的间间隔隔，就就不不会会相相互互干干扰扰，在在收收端端又又将将这这些些合合在在一一起起的的波波长长分分开，称为开，称为“波分复用（波分复用（WDM）”系统。系统。90年年代代中中期期以以前前，WDM系系统统发发展展速速度度并并不不快快，主主要要原原因因在在于于时时分分复复用用（TDM）技技术术比比较较成成熟熟，而而波波分分复复用用则则受受到到器器件件发发展展水水平平的

16、的制制约约。90年年代中期以后，代中期以后，DWDM迅速发展。迅速发展。4.7.1 波分复用系统的基本形式波分复用系统的基本形式WDM系统主要有如下的两种形式：系统主要有如下的两种形式：1.双纤单向传输双纤单向传输单单向向WDM是是指指所所有有光光波波长长同同时时在在一一根根光光纤纤上上沿沿同同一一方方向向传传送送（如如图图4-7-1所所示示），在在发发送送端端将将载载有有各各种种信信息息的的、具具有有不不同同波波长长的的已已调调光光信信号号1，2，3，4，n通通过过光光复复用用器器组组合合在在一一起起，并并在在一一根根光光纤纤中单向传输。中单向传输。图图4-7-1 双纤单向传输的双纤单向传输

17、的WDM系统系统2.单纤双向传输单纤双向传输单单纤纤双双向向传传输输如如图图4-7-2所所示示。双双向向是是指指不不同同光光波波长长在在一一根根光光纤纤上上同同时时向向两两个个不不同同的的方方向向传传输输，但但是是两两个个方方向向所所用用的的波波长长相相互互分分开开，以以实实现现两两个个方方向向的的全全双双工工通通信信。单单向向WDM系系统统在在开开发发和和应应用用方方面面都都比比较较广广泛泛。双双向向WDM系系统统的的优优点点是是只只使使用用一一根根光光纤纤和和较较少少的的光光纤纤放放大大器器，但但同同时时对对系系统统的的要求也高。要求也高。图图4-7-2 单纤双向传输的单纤双向传输的WDM

18、系统系统4.7.2 波分复用系统的基本结构波分复用系统的基本结构与工作原理与工作原理WDM系系统统主主要要由由以以下下五五部部分分组组成成：光光发发射射机机、光光中中继继放放大大、光光接接收收机机、光光监监控信道和网络管理系统。控信道和网络管理系统。1.光发射机光发射机在在发发送送端端，将将来来自自终终端端设设备备（例例如如SDH端端机机）的的光光信信号号，利利用用光光转转发发器器（OTU）将将符符合合ITU-T G.957建建议议的的非非特特定定波波长长的的光光信信号号转转换换成成具具有有稳稳定定的的特特定定波波长长的的光光信信号号；然然后后利利用用光光复复用用器器（OMU)将将多多路路标标

19、准准的的光光信信号号合合成成多多通通路路的的光光信信号号；最最后后经经过过后后置置功功率率放放大大器器（BA）放放大大输输出出多通路光信号。多通路光信号。（1）光复用器）光复用器(OMU)和光解复用和光解复用器器(ODU)OMU完完成成不不同同波波长长光光信信号号的的波波分分复用。复用。（2）光放大器）光放大器(OA)在在发发端端使使用用的的称称光光功功率率放放大大器器BA（Booster Amplifier)，收收端端使使用用的的称称前前置置放放大大器器PA（Preamplifier)，中中继继 站站 使使 用用 的的 则则 称称 使使 用用 线线 路路 放放 大大 器器LA（Line Am

20、plifier)。（3）光波长转换器）光波长转换器(OTU)OTU的作用有两个。的作用有两个。第第一一，将将不不同同厂厂商商的的SDH设设备备接接入入WDM系统中。系统中。第第二二，实实现现不不同同速速率率等等级级信信号号的的混混合合传传输输,例例如如千千兆兆以以太太网网与与STM-16的的混混合合传传输。输。不不采采用用OTU的的系系统统称称集集成成式式系系统统，如如图图4-7-5所示。所示。图图4-7-5 集成式集成式WDM系统的基本结构系统的基本结构EDFA:掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器SDH:同步数字传输系统同步数字传输系统开开放放式式系系统统(open system)在在SDH或或数

21、数据据信信号号与与WDM设设备备间间有有光光波波长长转转换换器器，它它可可以以在在不不改改变变光光信信号号数数据据格格式式的的情情况况下下，把把光光波波长长按按照照一一定定的的要要求求重重新新转转换换成成符符合合波分复用系统的要求。波分复用系统的要求。集集成成式式系系统统常常叫叫为为被被动动式式WDM，它它要要求求SDH设设备备需需具具有有G。692光光接接口口，包包括括波长和长距离传输地光源。波长和长距离传输地光源。开开放放式式系系统统和和集集成成式式系系统统的的优优缺缺点点比比较如表较如表4-7-1所示。所示。图图4-7-6 无再生功能的无再生功能的OTU示意图示意图2.光监控信道光监控信

22、道由由于于WDM在在整整个个光光复复用用段段不不进进行行电电的的再再生生，所所以以系系统统的的监监控控信信息息不不能能利利用用SDH的开销来传送。的开销来传送。3.网络管理设备网络管理设备网网络络管管理理系系统统通通过过光光监监控控信信道道物物理理层层传传送送开开销销字字节节到到其其他他节节点点或或接接收收来来自自其其他他节节点点的的开开销销字字节节对对WDM系系统统进进行行管管理理，实实现现配配置置管管理理、故故障障管管理理、性性能能管管理理、安安全全管管理理等等功功能能，并并通通过过Q3接接口口与与上上层层网网管管系系统相连。统相连。4.光接收机光接收机在在接接收收端端，衰衰减减后后的的光

23、光信信号号经经过过前前置置放放大大器器（PA）放放大大后后，用用分分波波器器（ODU）从从主主信信道道光信号中分离出特定波长的光信道。光信号中分离出特定波长的光信道。5.光分插复用器（图中未画）光分插复用器（图中未画）光光分分插插复复用用器器(OADM)在在光光域域完完成成信信号号的的分分插插复复用用，它它的的功功能能是是从从传传输输设设备备中中有有选选择择地地下下路路（drop）到到达达本本地地的的光光信信号号，同同时时上上路路（add）本本地地用用户户发发往往另另一一节节点点用用户户的的光光信信号号，而而不不影影响响其他波长信道的传输。其他波长信道的传输。6.光交叉连接（图中未画）光交叉连

24、接（图中未画）光光交交叉叉连连接接（OXC）是是光光网网络络最最重重要要的的网网络络元元件件，它它的的主主要要功功能能是是：光光通通道道的的交交叉叉连连接接和和本本地地上上下下路路功功能能。除除此此之之外外，实实用用的的OXC还还应应当当包包含含光光监监控控模模块块、光光功功率率均均衡衡模模块块、光光放放大大模模块块，具具有有管管理理系系统统，不不仅仅能能对对网网元元实实行行监监控控与与管管理理，并并且且能能够够实实现现波波长长路路由由算算法法，实实现现网网络络的的动动态态重重构构和故障的自动恢复。和故障的自动恢复。4.7.3 波分复用系统的主要特点波分复用系统的主要特点1.充分利用光纤的巨大

25、带宽资源充分利用光纤的巨大带宽资源WDM充充分分利利用用了了光光纤纤的的巨巨大大带带宽宽资资源源（低低损损窗窗口口），使使一一根根光光纤纤的的传传输输容容量量比比只只使使用用单单波波长长传传输输时时增增加加了了几几倍倍甚甚至至几几十十倍倍，从从而而增增加加了了光光纤纤的的传传输输容容量量，降降低低了成本。了成本。2.同时传输多种不同类型的信号同时传输多种不同类型的信号由由于于WDM技技术术中中使使用用的的各各波波长长相相互互独独立立，因因而而可可以以传传输输特特性性完完全全不不同同的的信信号号，完完成成各各种种业业务务信信号号的的综综合合和和分分离离，甚甚至至数数字信号与模拟信号也可以同时传输

26、。字信号与模拟信号也可以同时传输。3.节约光纤资源节约光纤资源采采用用WDM技技术术使使若若干干个个波波长长复复用用起起来来在在一一根根光光纤纤中中传传输输，在在长长途途传传输输过过程程中中可以节约大量的光纤资源。可以节约大量的光纤资源。4.降低对高速电子器件的要求降低对高速电子器件的要求随随着着传传输输速速率率的的提提高高，许许多多电电子子器器件件的的响响应应速速度度已已经经明明显显不不足足，而而波波分分复复用用技技术则可以弥补这方面的不足。术则可以弥补这方面的不足。5.可平滑升级可平滑升级WDM网网络络可可以以为为急急于于解解决决带带宽宽需需求求问问题题的的运运营营公公司司提提供供平平滑滑

27、稳稳妥妥的的网网络络升升级级方案。方案。6.网络的保护和恢复网络的保护和恢复网网络络的的保保护护与与恢恢复复是是保保证证网网络络运运转转的的手手段段，它它与与网网络络的的拓拓扑扑结结构构密密切切相相关关，必必须在网络建设时仔细考虑。须在网络建设时仔细考虑。4.8 新新 型型 光光 纤纤4.8.1 非零色散光纤（非零色散光纤（G.655光纤）光纤）光光纤纤的的短短工工作作波波长长是是850nm，长长工工作作波波长长是是1310nm和和1550nm，光光纤纤的的损损耗耗在在1310nm为为0.35db/km，在在1550nm为为0.20dB/km。4.8.2 全波光纤全波光纤全全波波光光纤纤（又又

28、称称无无水水吸吸收收峰峰光光纤纤）对对于于长长途途干干线线网网来来说说，近近来来发发展展的的G.655光光纤纤可可在在长长距距离离、高高速速率率的的波波分分复复用用系系统统中中提提供极好的传输特性。供极好的传输特性。在在 1350 1450nm范范 围围，因因 为为 在在1385nm附附近近出出现现氢氢氧氧离离子子吸吸收收高高峰峰，光光纤纤损耗太大，以致不利使用。损耗太大，以致不利使用。全波光纤有以下特点：全波光纤有以下特点：全全波波光光纤纤由由于于消消除除了了13501450nm波波段段水水峰峰损损耗耗，开开创创了了前前所所未未有有的的位位于于13501450nm的的光光谱谱窗窗口口，使使光

29、光纤纤的的可可应应用用波波长长范范围围达达到到12801625nm，可可提提供供比比现现在在普普通通单单模模光光纤纤超超出出100nm的的有有效效波波长长范范围围，至至少少是是常常规规光光纤使用波段的纤使用波段的1.6倍。倍。在在1400nm附附近近，全全波波光光纤纤的的色色散散只只有有常常规规光光纤纤在在1550nm波波段段的的一一半半以以下下，这可使信号无补偿传输距离增加一倍以上。这可使信号无补偿传输距离增加一倍以上。一一根根光光纤纤上上同同时时存存在在多多种种服服务务，可可以将不同的业务分配给最适合的波长传输。以将不同的业务分配给最适合的波长传输。可可用用波波长长范范围围扩扩展展后后，容

30、容许许使使用用波波长长间间隔隔较较宽宽、波波长长精精度度和和稳稳定定度度要要求求较较低低的元器件。的元器件。方便的运行方式。方便的运行方式。4.8.3 用于局域网的新型多模光纤用于局域网的新型多模光纤4.9 全光通信网简介全光通信网简介4.9.1 全光网的基本概念全光网的基本概念 第第一一代代是是电电网网络络，网网络络节节点点通通过过电电缆缆连连接接在在一一起起，传传输输和和交交换换的的都都是是电电信信号号。第第二二代代是是所所谓谓的的电电光光网网络络，传传输输媒媒介介用用光光缆缆取取代代了了电电缆缆，但但节节点点处处理理的的仍仍是是电电信信号号。为为了了解解决决这这一一问问题题，人人们们提提

31、出出了了第第三三代代“全全光光网网”的的概概念念，即即从从源源节节点点到到目目的的节节点点的的数数据据传传输输过过程程中中始始终终在在光光域域内内，WDM加加上上全全光光节节点点技技术术就就构构成成全全光光网网络络，这这就就避避免免了了在在所所经经过过的的节节点点上上的的光光/电电、电电/光光的的多多次次转换。转换。4.9.2 全光网的特点全光网的特点(1)大大容容量量：WDM每每个个波波长长可可以以支支持持2.5Gbits、10Gbits甚甚至至更更高高的的速速率率，实实验验室室已已经经实实现现了了6.4Tbits的的传传输输容容量量。(2)波波长长路路由由：在在同同一一光光纤纤中中传传输输

32、的的信信号号波波长长彼彼此此独独立立，因因此此可可以以传传输输特特性性完完全全不不同同的的信信号号，完完成成各各种种电电信信业业务务信信号号的的综综合和分离。合和分离。(3)透透明明性性：由由于于全全光光网网中中的的信信号号传传输输全全部部在在光光域域内内进进行行，不不再再有有电电中中继继，因因此此全全光光网网对对传传输输码码率率、数数据据格格式式和和调调制制方方式式具具有有透透明明性性，可可以以提提供供多多种种协协议议业业务务，可可不受限制地提供端到端的业务。不受限制地提供端到端的业务。(4)兼兼容容性性：全全光光传传送送网网要要得得到到市市场场的的认认可可，必必须须能能够够兼兼容容原原有有

33、传传送送网网技技术术，与与现现有有传传送送网网相相连连并并允允许许现现有有技技术术继继续续发发挥挥作作用用，从从而而能能够够维维护护用用户户原原来来的的投投资资，全全光网还要支持未来的宽带综合业务数字网。光网还要支持未来的宽带综合业务数字网。(5)网网络络结结构构的的扩扩展展性性：全全光光网网具具有有扩扩展展性性，而而且且是是在在尽尽量量不不影影响响已已有有通通信信的的同同时扩展用户、容量、种类等。时扩展用户、容量、种类等。(6)可可重重构构性性：全全光光网网的的可可重重构构性性是是指指光波长层次上的重构。光波长层次上的重构。4.9.3 全光网的关键技术全光网的关键技术全全光光网网关关键键技技

34、术术是是全全光光节节点点技技术术。全全光光网网络络节节点点分分为为网网络络节节点点和和接接入入节节点点。网网络络节节点点由由光光交交叉叉连连接接（OXC)设设备备组组成成，主主要要完完成成波波长长选选择择和和光光通通道道交交换换。接接入入节节点点主主要要由由光光分分插插复复用用（OADM)设设备备构构成成，主主要要完完成成对对SDH和和ATM信信道道上上下下话话路路。全全光光网络技术包括：网络技术包括：1.光放大中继技术光放大中继技术在在光光通通信信系系统统中中，如如何何提提高高光光信信号号传传输输距距离离，减减少少中中继继站站数数目目，降降低低系系统统成成本本，一直是人们不断探索的目标。一直

35、是人们不断探索的目标。2.光交换光交换目目前前电电子子交交换换的的发发展展已已接接近近了了电电子子速速率率的的极极限限。为为了了解解决决电电子子瓶瓶颈颈限限制制问问题题，人人们们开开始始在在交交换换系系统统中中引引入入光光子子技技术术，实实现光交换。现光交换。3.光交叉连接（光交叉连接（OXC）目目前前的的选选路路功功能能，如如交交叉叉连连接接和和分插复用只能在较低的速率实现。分插复用只能在较低的速率实现。4.波长转换技术波长转换技术在在WDM系系统统中中，波波长长数数确确定定了了信信道数。道数。5.光分插复用器（光分插复用器（OADM）OADM是是一一种种小小型型化化的的OXC设设备备，它它

36、的功能是：的功能是：ADM可可以以通通过过内内部部的的交交换换单单元元使使其具有交叉矩阵的时隙交换功能；其具有交叉矩阵的时隙交换功能；可可以以灵灵活活地地从从主主信信号号码码流流中中分分出出一一些些支支路路信信号号（下下电电路路）和和插插入入一一些些支支路路信信号（上电路）；号（上电路）；利利用用ADM可可以以构构成成自自愈愈环环，提提供供有效的线路和通道保护。有效的线路和通道保护。6.控制和管理技术控制和管理技术全光网中的管理包括：全光网中的管理包括：结结构构管管理理：包包括括波波长长路路由由和和波波长长转转换换，即即在在光光波波长长层层次次上上提提供供和和重重构构网网络络。光光学学特特性性

37、管管理理：包包括括光光功功率率、噪噪声声、色色散散和和波波长长对对准准等等的的管管理理，目目的的是是维维持持连连接的性能。接的性能。安安全全管管理理：全全光光网网的的透透明明性性带带来来了了前两代网络中不存在的安全性问题。前两代网络中不存在的安全性问题。4.9.4 当前全光网发展中存在的当前全光网发展中存在的一些问题一些问题（1）IP数数据据以以何何种种方方式式成成帧帧并并通通过过WDM传传输输；如如何何将将低低速速数数据据网网络络层层与与高高速速光传送网速率适配。光传送网速率适配。（2）制制定定各各种种接接口口规规范范和和技技术术标标准准。（3）EDFA带带宽宽是是有有限限的的，一一般般在在1530nm和和1560nm之之间间，大大约约30nm左左右右，这就使得可用的波长资源受到了限制。这就使得可用的波长资源受到了限制。（4）OXC、OADM使使串串扰扰变变得得更更加加严重。严重。（5）全全光光网网中中级级联联滤滤波波器器系系统统的的总总传传输输函函数数是是所所有有光光滤滤波波器器的的传传输输函函数数之之积积，使总的有效带宽减小。使总的有效带宽减小。（6）现在波长转换技术还不成熟。）现在波长转换技术还不成熟。