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。下面我們對全光通信網(wǎng)的概念作個(gè)簡要的介紹，并歸納出對全光通信網(wǎng)絡(luò)中所出現(xiàn)的各種安全防范問題，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，并對其做出了展望。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

全光通信是指用戶與用戶之間的信號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)又稱寬帶高速光聯(lián)網(wǎng)，它以波長路由光交換技術(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)信號從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的整個(gè)傳輸過程中始終使用光信號，在各節(jié)點(diǎn)處無光/電、電/光轉(zhuǎn)換。全光通信網(wǎng)絡(luò)概述全光通信是指用戶與用戶全光網(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)別之一在于其波長路由，通過波長選擇性器件實(shí)現(xiàn)路由選擇。其二是信號傳輸無電中繼，具有信號透明性，即數(shù)據(jù)速率透明和信號格式透明。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)上行信號的傳輸，即各ONU根據(jù)所分配的光載波對發(fā)送的信息脈沖進(jìn)行調(diào)制，從而產(chǎn)生多路不同波長的光脈沖，然后利用波分復(fù)用方法經(jīng)過合波器形成一路光脈沖信號來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的控制信號的傳送。其基本原理是將多路基帶控制信號調(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爭光時(shí)分多址（OTDM）是在同一光載波波長上，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，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，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)墓庑盘栔刑崛⊥綍r(shí)鐘信號輸入到光調(diào)制器中，對光信號進(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，光交換無需在光纖傳輸線路和交換機(jī)這間設(shè)置光端機(jī)進(jìn)行光/電、電/光變換，并且在交換過程中還能充分發(fā)揮光信號的高速、寬帶和無電磁感應(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

從光電子器件實(shí)現(xiàn)的功能來看，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爭力的一個(gè)新的趨勢。隨著光電子器件在光傳輸設(shè)備中的比例越來越大，對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爭力的一個(gè)新的趨勢。隨著光電子器件組裝的自動化技術(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。自動化組裝可以降低人力成本、提高產(chǎn)量和節(jié)約生產(chǎn)場地，因此光電子器件組裝的自動化技術(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)行客戶層和光層之間接口定義的開發(fā)。（c）光性能監(jiān)視和測試。目前光層的性能監(jiān)視和性能管理大部分還沒有標(biāo)準(zhǔn)定義，但正在開發(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

從目前來看，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。從長遠(yuǎn)來說，全光網(wǎng)的發(fā)展趨勢必然向著波分、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)國家或幾個(gè)國家，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)高速大容量能滿足未來通信業(yè)務(wù)需求的全光通信網(wǎng)絡(luò)。基于先進(jìn)光器件和光信號處理技術(shù)的全光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)