走進(jìn)全光通信網(wǎng)絡(luò)課件

走進(jìn)全光通信網(wǎng)絡(luò)主講人：王宇婷于陶王悅走進(jìn)全光通信網(wǎng)絡(luò)主講人：王宇婷于陶王悅隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，全光通信網(wǎng)絡(luò)也日益被人們所廣泛應(yīng)用。下面我們對(duì)全光通信網(wǎng)的概念作個(gè)簡(jiǎn)要的介紹，并歸納出對(duì)全光通信網(wǎng)絡(luò)中所出現(xiàn)的各種安全防范問(wèn)題，了解各種關(guān)鍵技術(shù)。分析了全光通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)方面的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)其做出了展望。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，全光通信網(wǎng)絡(luò)也日益被人們所廣泛應(yīng)用。全光通信網(wǎng)絡(luò)概述

全光通信是指用戶(hù)與用戶(hù)之間的信號(hào)傳輸與交換全部采用光波技術(shù)，即數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸過(guò)程都在光域內(nèi)進(jìn)行，而且其在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的交換則使用高可靠、大容量和高度靈活的光交叉連接設(shè)備（oxc）。

全光通信網(wǎng)又稱(chēng)寬帶高速光聯(lián)網(wǎng)，它以波長(zhǎng)路由光交換技術(shù)和波分復(fù)用傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)，在光域上實(shí)現(xiàn)信息的高速傳輸和交換，數(shù)據(jù)信號(hào)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的整個(gè)傳輸過(guò)程中始終使用光信號(hào)，在各節(jié)點(diǎn)處無(wú)光/電、電/光轉(zhuǎn)換。全光通信網(wǎng)絡(luò)概述全光通信是指用戶(hù)與用戶(hù)全光網(wǎng)區(qū)別現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的特征

全光通信網(wǎng)與現(xiàn)有光纖網(wǎng)的區(qū)別之一在于其波長(zhǎng)路由，通過(guò)波長(zhǎng)選擇性器件實(shí)現(xiàn)路由選擇。其二是信號(hào)傳輸無(wú)電中繼，具有信號(hào)透明性，即數(shù)據(jù)速率透明和信號(hào)格式透明。另外全光網(wǎng)還具有可擴(kuò)展性、可重構(gòu)性和可操作性全光網(wǎng)區(qū)別現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的特征全光通信網(wǎng)與現(xiàn)有光纖網(wǎng)的區(qū)別全光通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

全光通信是歷史發(fā)展的必然降低成本解決了“電子瓶頸”問(wèn)題全光通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)全光通信是歷史發(fā)展的必然全光通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

全光通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)光纖技術(shù)

SDH技術(shù)

光多址技術(shù)

全光信息再生技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)管理控制

光交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

光交叉連接(OXC)

無(wú)源光網(wǎng)技術(shù)（PON）

全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)光纖技術(shù)光多址技術(shù)

光多址技術(shù)是光纖通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。主要有3種：光波分多址、光時(shí)分多址、副載波多址。

光波分多址(WDMA)是將多個(gè)不同波長(zhǎng)且互不交疊的光載波分配給不同的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），用以實(shí)現(xiàn)上行信號(hào)的傳輸，即各ONU根據(jù)所分配的光載波對(duì)發(fā)送的信息脈沖進(jìn)行調(diào)制，從而產(chǎn)生多路不同波長(zhǎng)的光脈沖，然后利用波分復(fù)用方法經(jīng)過(guò)合波器形成一路光脈沖信號(hào)來(lái)共享傳輸光纖并送入到光交換局副載波多址（SCMA）多用于光交換局到不同ONU的控制信號(hào)的傳送。其基本原理是將多路基帶控制信號(hào)調(diào)制到不同頻率的射頻（超短波到微波頻率）波上，然后將多路射頻信號(hào)復(fù)用后再去調(diào)制一個(gè)光載波。不僅可降低網(wǎng)絡(luò)成本，還可解決控制信道的競(jìng)爭(zhēng)光時(shí)分多址（OTDM）是在同一光載波波長(zhǎng)上，把時(shí)間分割成周期性的幀，每一個(gè)幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙（無(wú)論幀或時(shí)隙都是互不重疊的），然后根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則，使每個(gè)ONU在每幀內(nèi)只按指定的時(shí)隙發(fā)送信號(hào)，然后利用全光時(shí)分復(fù)用方法在光功率分配器中合成一路光時(shí)分脈沖信號(hào)，再經(jīng)全光放大器放大后送入光纖中傳輸。在交換局，利用全光時(shí)分分解復(fù)用光多址技術(shù)光多址技術(shù)是光纖通信全光信息再生技術(shù)即在光纖鏈路上每隔幾個(gè)放大器的距離接入一個(gè)光調(diào)制器和濾波器，從鏈路傳輸?shù)墓庑盘?hào)中提取同步時(shí)鐘信號(hào)輸入到光調(diào)制器中，對(duì)光信號(hào)進(jìn)行周期性同步調(diào)制，使光脈沖變窄、頻譜展寬、頻率漂移和系統(tǒng)噪聲降低，光脈沖位置得到校準(zhǔn)和重新定時(shí)。全光信息再生技術(shù)不僅能從根本上消除色散等不利因素的影響，而且克服了光電中繼器的缺點(diǎn)，成為全光信息處理的基礎(chǔ)技術(shù)之一。全光信息再生技術(shù)即在光纖鏈路上每隔幾個(gè)光交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

光交換是指光纖傳送的信息直接進(jìn)行交換。與電子數(shù)字程控交換相比，光交換無(wú)需在光纖傳輸線(xiàn)路和交換機(jī)這間設(shè)置光端機(jī)進(jìn)行光/電、電/光變換，并且在交換過(guò)程中還能充分發(fā)揮光信號(hào)的高速、寬帶和無(wú)電磁感應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。光交換技術(shù)作為全新的交換技術(shù)，與光纖傳輸技術(shù)相融合可形成全光通信網(wǎng)絡(luò)，從而將通信網(wǎng)和廣播網(wǎng)綜合在一個(gè)網(wǎng)中，成為通信的未來(lái)發(fā)展方向。光交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)光交換是指光纖傳送的信息直接

全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)

從光電子器件實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)看，使光網(wǎng)絡(luò)容量更大、更智能仍是光電子器件發(fā)展方向，但研究的側(cè)重點(diǎn)有所改變。在系統(tǒng)傳輸容量方面，光電子器件的研究方向?qū)⒆⒅亟档蛡鬏斚到y(tǒng)的每公里每比特的成本，而不再一味追求單纖傳輸速率的突破全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)從光電子器件實(shí)現(xiàn)的小型化和集成化正成為光電子器件保持競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)新的趨勢(shì)。隨著光電子器件在光傳輸設(shè)備中的比例越來(lái)越大，對(duì)光電子器件的小型化要求日益顯現(xiàn)。使設(shè)備能少占機(jī)房的面積和少消耗能源，能有效地降低網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本。光電子器件的小型化要求還促進(jìn)了集成技術(shù)的發(fā)展。

小型化和集成化正成為光電子器件保持競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)新的趨勢(shì)。隨著光電子器件組裝的自動(dòng)化技術(shù)將是降低光電子器件成本的關(guān)鍵。手工組裝是限制光電子器件的成本進(jìn)一步下降的主要因素。自動(dòng)化組裝可以降低人力成本、提高產(chǎn)量和節(jié)約生產(chǎn)場(chǎng)地，因此光電子器件組裝的自動(dòng)化技術(shù)的研究將是降低光電子器件成本的關(guān)鍵。光電子器件組裝的自動(dòng)化技術(shù)將是降低光電子器件成本的關(guān)鍵。手工全光通信面臨的挑戰(zhàn)（a）網(wǎng)絡(luò)管理。除了基本的功能外，核心光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)包括光層波長(zhǎng)路由管理、端到端性能監(jiān)控、保護(hù)與恢復(fù)、疏導(dǎo)和資源分配策略管理。（b）互連和互操作。ITU和光互連網(wǎng)論壇（OIF）正致力于互操作和互連的研究，已取得了一些進(jìn)展。ITU的研究集中在開(kāi)發(fā)光層內(nèi)實(shí)現(xiàn)互操作的標(biāo)準(zhǔn)。OIF則更多的關(guān)注光層和網(wǎng)絡(luò)其他層之間的互操作，集中進(jìn)行客戶(hù)層和光層之間接口定義的開(kāi)發(fā)。（c）光性能監(jiān)視和測(cè)試。目前光層的性能監(jiān)視和性能管理大部分還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)定義，但正在開(kāi)發(fā)之中。全光通信面臨的挑戰(zhàn)（a）網(wǎng)絡(luò)管理。除了基本的功能外，核心光網(wǎng)結(jié)束語(yǔ)

從目前來(lái)看，全光網(wǎng)絡(luò)首先是應(yīng)用于局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(M)等內(nèi)部的光路由選擇，所采用的技術(shù)主要是基于WDM和寬帶的EDFA。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)，全光網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)必然向著波分、時(shí)分與空分3種方式結(jié)合的方向發(fā)展。其應(yīng)用將擴(kuò)展到廣域網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)范圍可以覆蓋整個(gè)國(guó)家或幾個(gè)國(guó)家，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)高速大容量能滿(mǎn)足未來(lái)通信業(yè)務(wù)需求的全光通信網(wǎng)絡(luò)?；谙冗M(jìn)光器件和光信號(hào)處理技術(shù)的全光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與設(shè)備將徹底改變現(xiàn)在整個(gè)有線(xiàn)通信網(wǎng)的面貌。隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，可望在不久的將來(lái)定會(huì)出現(xiàn)實(shí)用化的全光信息處理系統(tǒng)，到那時(shí)全新的光纖通信技術(shù)以及其他的光信息處理技術(shù)將會(huì)有質(zhì)的飛躍。結(jié)束語(yǔ)從目前來(lái)看，全光網(wǎng)絡(luò)首先是應(yīng)用于局域網(wǎng)(LAN)、城

謝謝觀賞謝謝觀賞走進(jìn)全光通信網(wǎng)絡(luò)主講人：王宇婷于陶王悅走進(jìn)全光通信網(wǎng)絡(luò)主講人：王宇婷于陶王悅隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，全光通信網(wǎng)絡(luò)也日益被人們所廣泛應(yīng)用。下面我們對(duì)全光通信網(wǎng)的概念作個(gè)簡(jiǎn)要的介紹，并歸納出對(duì)全光通信網(wǎng)絡(luò)中所出現(xiàn)的各種安全防范問(wèn)題，了解各種關(guān)鍵技術(shù)。分析了全光通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)方面的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)其做出了展望。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，全光通信網(wǎng)絡(luò)也日益被人們所廣泛應(yīng)用。全光通信網(wǎng)絡(luò)概述

全光通信是指用戶(hù)與用戶(hù)之間的信號(hào)傳輸與交換全部采用光波技術(shù)，即數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸過(guò)程都在光域內(nèi)進(jìn)行，而且其在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的交換則使用高可靠、大容量和高度靈活的光交叉連接設(shè)備（oxc）。

全光通信網(wǎng)又稱(chēng)寬帶高速光聯(lián)網(wǎng)，它以波長(zhǎng)路由光交換技術(shù)和波分復(fù)用傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)，在光域上實(shí)現(xiàn)信息的高速傳輸和交換，數(shù)據(jù)信號(hào)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的整個(gè)傳輸過(guò)程中始終使用光信號(hào)，在各節(jié)點(diǎn)處無(wú)光/電、電/光轉(zhuǎn)換。全光通信網(wǎng)絡(luò)概述全光通信是指用戶(hù)與用戶(hù)全光網(wǎng)區(qū)別現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的特征

全光通信網(wǎng)與現(xiàn)有光纖網(wǎng)的區(qū)別之一在于其波長(zhǎng)路由，通過(guò)波長(zhǎng)選擇性器件實(shí)現(xiàn)路由選擇。其二是信號(hào)傳輸無(wú)電中繼，具有信號(hào)透明性，即數(shù)據(jù)速率透明和信號(hào)格式透明。另外全光網(wǎng)還具有可擴(kuò)展性、可重構(gòu)性和可操作性全光網(wǎng)區(qū)別現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的特征全光通信網(wǎng)與現(xiàn)有光纖網(wǎng)的區(qū)別全光通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

全光通信是歷史發(fā)展的必然降低成本解決了“電子瓶頸”問(wèn)題全光通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)全光通信是歷史發(fā)展的必然全光通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

全光通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)光纖技術(shù)

SDH技術(shù)

光多址技術(shù)

全光信息再生技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)管理控制

光交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

光交叉連接(OXC)

無(wú)源光網(wǎng)技術(shù)（PON）

全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)光纖技術(shù)光多址技術(shù)

光多址技術(shù)是光纖通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。主要有3種：光波分多址、光時(shí)分多址、副載波多址。

光波分多址(WDMA)是將多個(gè)不同波長(zhǎng)且互不交疊的光載波分配給不同的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），用以實(shí)現(xiàn)上行信號(hào)的傳輸，即各ONU根據(jù)所分配的光載波對(duì)發(fā)送的信息脈沖進(jìn)行調(diào)制，從而產(chǎn)生多路不同波長(zhǎng)的光脈沖，然后利用波分復(fù)用方法經(jīng)過(guò)合波器形成一路光脈沖信號(hào)來(lái)共享傳輸光纖并送入到光交換局副載波多址（SCMA）多用于光交換局到不同ONU的控制信號(hào)的傳送。其基本原理是將多路基帶控制信號(hào)調(diào)制到不同頻率的射頻（超短波到微波頻率）波上，然后將多路射頻信號(hào)復(fù)用后再去調(diào)制一個(gè)光載波。不僅可降低網(wǎng)絡(luò)成本，還可解決控制信道的競(jìng)爭(zhēng)光時(shí)分多址（OTDM）是在同一光載波波長(zhǎng)上，把時(shí)間分割成周期性的幀，每一個(gè)幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙（無(wú)論幀或時(shí)隙都是互不重疊的），然后根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則，使每個(gè)ONU在每幀內(nèi)只按指定的時(shí)隙發(fā)送信號(hào)，然后利用全光時(shí)分復(fù)用方法在光功率分配器中合成一路光時(shí)分脈沖信號(hào)，再經(jīng)全光放大器放大后送入光纖中傳輸。在交換局，利用全光時(shí)分分解復(fù)用光多址技術(shù)光多址技術(shù)是光纖通信全光信息再生技術(shù)即在光纖鏈路上每隔幾個(gè)放大器的距離接入一個(gè)光調(diào)制器和濾波器，從鏈路傳輸?shù)墓庑盘?hào)中提取同步時(shí)鐘信號(hào)輸入到光調(diào)制器中，對(duì)光信號(hào)進(jìn)行周期性同步調(diào)制，使光脈沖變窄、頻譜展寬、頻率漂移和系統(tǒng)噪聲降低，光脈沖位置得到校準(zhǔn)和重新定時(shí)。全光信息再生技術(shù)不僅能從根本上消除色散等不利因素的影響，而且克服了光電中繼器的缺點(diǎn)，成為全光信息處理的基礎(chǔ)技術(shù)之一。全光信息再生技術(shù)即在光纖鏈路上每隔幾個(gè)光交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

光交換是指光纖傳送的信息直接進(jìn)行交換。與電子數(shù)字程控交換相比，光交換無(wú)需在光纖傳輸線(xiàn)路和交換機(jī)這間設(shè)置光端機(jī)進(jìn)行光/電、電/光變換，并且在交換過(guò)程中還能充分發(fā)揮光信號(hào)的高速、寬帶和無(wú)電磁感應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。光交換技術(shù)作為全新的交換技術(shù)，與光纖傳輸技術(shù)相融合可形成全光通信網(wǎng)絡(luò)，從而將通信網(wǎng)和廣播網(wǎng)綜合在一個(gè)網(wǎng)中，成為通信的未來(lái)發(fā)展方向。光交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)光交換是指光纖傳送的信息直接

全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)

從光電子器件實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)看，使光網(wǎng)絡(luò)容量更大、更智能仍是光電子器件發(fā)展方向，但研究的側(cè)重點(diǎn)有所改變。在系統(tǒng)傳輸容量方面，光電子器件的研究方向?qū)⒆⒅亟档蛡鬏斚到y(tǒng)的每公里每比特的成本，而不再一味追求單纖傳輸速率的突破全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)從光電子器件實(shí)現(xiàn)的小型化和集成化正成為光電子器件保持競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)新的趨勢(shì)。隨著光電子器件在光傳輸設(shè)備中的比例越來(lái)越大，對(duì)光電子器件的小型化要求日益顯現(xiàn)。使設(shè)備能少占機(jī)房的面積和少消耗能源，能有效地降低網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本。光電子器件的小型化要求還促進(jìn)了集成技術(shù)的發(fā)展。

小型化和集成化正成為光電子器件保持競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)新的趨勢(shì)。隨著光電子器件組裝的自動(dòng)化技術(shù)將是降低光電子器件成本的關(guān)鍵。手工組裝是限制光電子器件的成本進(jìn)一步下降的主要因素。自動(dòng)化組裝可以降低人力成本、提高產(chǎn)量和節(jié)約生產(chǎn)場(chǎng)地，因此光電子器件組裝的自動(dòng)化技術(shù)的研究將是降低光電子器件成本的關(guān)鍵。光電子器件組裝的自動(dòng)化技術(shù)將是降低光電子器件成本的關(guān)鍵。手工全光通信面臨的挑戰(zhàn)（a）網(wǎng)絡(luò)管理。除了基本的功能外，核心光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)包括光層波長(zhǎng)路由管理、端到端性能監(jiān)控、保護(hù)與恢復(fù)、疏導(dǎo)和資源分配策略管理。（b）互連和互操作。ITU和光互連網(wǎng)論壇（OIF）正致力于互操作和互連的研究，已取得了一些進(jìn)展。ITU的研究集中在開(kāi)發(fā)光層內(nèi)實(shí)現(xiàn)互操作的標(biāo)準(zhǔn)。OIF則更多的關(guān)注光層和網(wǎng)絡(luò)其他層之間的互操作，集中進(jìn)行客戶(hù)層和光層之間接口定義的開(kāi)發(fā)。（c）光性能監(jiān)視和測(cè)試。目前光層的性能監(jiān)視和性能管理大部分還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)定義，但正在開(kāi)發(fā)之中。全光通信面臨的挑戰(zhàn)（a）網(wǎng)絡(luò)管理。除了基本的功能外，核心光網(wǎng)結(jié)束語(yǔ)

從目前來(lái)看，全光網(wǎng)絡(luò)首先是應(yīng)用于局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(M)等內(nèi)部的光路由選