1、1.1 光纖通信的基本概念光纖通信的基本概念1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀1.3 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢1.1 光纖通信的基本概念 利用光導(dǎo)纖維傳輸光波信號(hào)的通信方式稱為光纖通信。 光波屬于電磁波的范疇。 屬于光波范疇之內(nèi)的電磁波包括紫外線、可見光和紅外線。1.1 光纖通信的基本概念 圖1-1 電磁波的種類和名稱1.1 光纖通信的基本概念 光導(dǎo)纖維（簡稱為光纖）本身是一種介質(zhì)，目前實(shí)用通信光纖的基礎(chǔ)材料是SiO2，因此它是屬于介質(zhì)光波導(dǎo)的范疇。 對(duì)于SiO2光纖，在上述波長區(qū)內(nèi)的三個(gè)低損耗窗口，是目前光纖通信的實(shí)用工作波長，即0.85m、1.31m及

2、1.55m。 返 回1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 光網(wǎng)絡(luò)的基本概念 1.2.2 光網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀 返 回1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 光網(wǎng)絡(luò)的基本概念 光網(wǎng)絡(luò)是光纖通信網(wǎng)絡(luò)的簡稱，它是指以光纖為基礎(chǔ)傳輸鏈路所組成的一種通信體系結(jié)構(gòu)。換句話說，光網(wǎng)絡(luò)就是一種基于光纖的電信網(wǎng)。1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 光網(wǎng)絡(luò)兼顧“光”和“網(wǎng)絡(luò)”兩層含義：即可通過光纖提供大容量、長距離、高可靠的鏈路傳輸手段，同時(shí)在上述媒質(zhì)基礎(chǔ)上，可利用先進(jìn)的電子或光子交換技術(shù)，并引入控制和管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)網(wǎng)以及基于資源和業(yè)務(wù)需求的靈活配置功能。1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 光網(wǎng)絡(luò)是

3、由光傳輸系統(tǒng)和在光域內(nèi)進(jìn)行交換/選路的光節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，并且光傳輸系統(tǒng)的傳輸容量和光節(jié)點(diǎn)的處理能力非常大，電層面的處理通常是在邊緣網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行的，邊緣節(jié)點(diǎn)是通過光通道實(shí)現(xiàn)與光網(wǎng)絡(luò)的直接連通。圖1-3所示為基于WDM的多波長光網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)圖。光網(wǎng)絡(luò)常使用的設(shè)備有OTM（光終端復(fù)用器）、OADM（光分插復(fù)用器）和OXC（光數(shù)字交叉連接器）。1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 圖1-3 基于WDM的多波長光網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)示意圖1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 光網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)（ONN）是用戶終端與光網(wǎng)絡(luò)的接口界面，可提供交叉連接和選路等功能，用于控制、分配光信號(hào)的路徑，從而實(shí)現(xiàn)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的光連接。網(wǎng)絡(luò)中的光電轉(zhuǎn)

4、換和電子處理器件主要集中在邊緣節(jié)點(diǎn)用于業(yè)務(wù)上路和下路操作。可見這種光網(wǎng)絡(luò)不是一種純光的光網(wǎng)絡(luò)，它的控制、管理以及處理仍然是由電層來完成的。返 回1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.2 光網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀 從光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)程來看，光網(wǎng)絡(luò)可以分為三代。第一代是以光同步網(wǎng)（SDH）為代表的，僅僅在光層面實(shí)現(xiàn)大容量的傳輸，而所有的交叉連接、選路和其他智能化的操作都是在電層面來完成。 1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 光傳送網(wǎng)（OTN）和全光網(wǎng)絡(luò)（AON）可以認(rèn)為是第二代光網(wǎng)絡(luò)，OTN是在子網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)透明的光傳輸，而在子網(wǎng)邊界處采用光/電/光（O/E/O）的3R再生（包括光放大、時(shí)鐘恢復(fù)和光判決等）技

5、術(shù)，以此構(gòu)成光網(wǎng)絡(luò)，而在AON網(wǎng)絡(luò)中，信號(hào)的傳送、復(fù)用、選路、監(jiān)控和某些智能是在光層面上完成。1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 第三代光網(wǎng)絡(luò)將是以自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）為代表的智能光網(wǎng)絡(luò)。智能化的ASON能夠構(gòu)建在OTN或SDH之上，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、基于信令和策略驅(qū)動(dòng)的控制。1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 從廣義的角度看，光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該覆蓋城域網(wǎng)和接入網(wǎng)，由于這兩種網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)中位置不同，各自的技術(shù)特征也不同，因此可根據(jù)需求選擇不同的技術(shù)。通常城域骨干網(wǎng)中可供選擇的技術(shù)有SDH、DWDM、OTN、MSTP、ASON等，接入網(wǎng)中常使用的技術(shù)包括SDH、CWDM、MSTP、EPON、GPON、PTN等。1

6、.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 SDH技術(shù)：是第一代光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用技術(shù)，它是由一系列的SDH網(wǎng)元構(gòu)成，可通過光纖鏈路實(shí)現(xiàn)同步信息的大容量、長距離、高可靠的業(yè)務(wù)傳送、復(fù)用、分插、交叉連接。但其中所有的交叉連接和選路功能是在電層完成的。1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 波分復(fù)用技術(shù)：在WDM系統(tǒng)中，可使多種波長的信號(hào)可以同時(shí)在一根光纖中實(shí)現(xiàn)長距離的傳送，這種技術(shù)極大地提高了光纖的通信容量。1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 MSTP技術(shù)：基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（MSTP），利用已敷設(shè)的大量SDH運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送功能，并能提供統(tǒng)一的網(wǎng)管運(yùn)營平臺(tái)。1.2

7、光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 OTN技術(shù)：是以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)、在光層完成業(yè)務(wù)信號(hào)的傳送、復(fù)用、選路、交換和監(jiān)控等，并保證其性能指標(biāo)和生存性。從功能上看，OTN能夠在子網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)透明的光傳輸，而在子網(wǎng)邊界處采用光/電/光（O/E/O）的3R再生技術(shù)，從而構(gòu)建起一個(gè)完整的光傳送網(wǎng)。1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 ASON技術(shù)：是一種智能化的第三代光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這種技術(shù)是通過能夠提供自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和動(dòng)態(tài)連接建立功能的分布式（或部分分布式）控制平面，基于OTN或SDH網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、基于信令和策略動(dòng)態(tài)控制的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 PON（無源以太網(wǎng)）技術(shù)：是以光纖為傳輸媒質(zhì)，具有高接入帶寬、

8、全程無源分光傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，在管理運(yùn)維、帶寬性能、綜合業(yè)務(wù)提供、帶寬分配策略、組網(wǎng)靈活性等方面，較其他接入技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 常使用的主要有EPON（以太無源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)和GPON（吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)。EPON利用PON技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)的有效結(jié)合，將信息封裝成以太網(wǎng)幀進(jìn)行傳輸，從而實(shí)現(xiàn)基于PON拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的以太網(wǎng)接入，利于與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容。GPON技術(shù)是新一代光接入技術(shù)，在抗干擾性、帶寬特性、接入距離、維護(hù)管理等方面均具有巨大優(yōu)勢?？筛玫刂С衷捯簟?shù)據(jù)、視頻等多業(yè)務(wù)流的接入。1.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀 PTN（分組傳送網(wǎng)）技術(shù)：是面向連接的、以分組交換為

9、核心的、承載電信級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)為主、兼容傳統(tǒng)TDM、ATM等業(yè)務(wù)的綜合傳送技術(shù)。返 回1.3 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢 1.3.1 發(fā)展趨勢 1.3.2 關(guān)鍵技術(shù)返 回1.3 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢 1.3.1 發(fā)展趨勢 隨著互聯(lián)網(wǎng)和視頻業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，特別是無線智能手機(jī)的迅速普及，IP業(yè)務(wù)流量持續(xù)強(qiáng)勁增長，運(yùn)營商的骨干傳送網(wǎng)所面對(duì)的壓力也越來越大，因此預(yù)計(jì)到2013年最大段落容量將達(dá)10T，100G的需求將占據(jù)主導(dǎo)，并2015年左右將進(jìn)入規(guī)模部署階段。 1.3 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢城域光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展呈現(xiàn)出以下趨勢： 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐步扁平化 接口以太化 傳送內(nèi)核分組化 融合化 雙平面 返 回1.3 光

10、纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢 1.3.2 關(guān)鍵技術(shù) 1.大容量、超長距離傳輸技術(shù) 從調(diào)制格式和復(fù)用方式來看，可采用基于偏振復(fù)用結(jié)合的多相位調(diào)制的調(diào)制方式，如偏振復(fù)用四相相移鍵控（PDM-QPSK）、8/16相相移鍵控（8PSK/16PSK）以及基于低速子波復(fù)用的正交頻分復(fù)用（OFDM），也可采用光時(shí)分復(fù)用技術(shù)。 1.3 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢 從調(diào)制編碼解調(diào)來看，目前主要可采用直接解調(diào)和相干解調(diào)兩種方式，其中相干解調(diào)主要采用數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，顯著降低了相干通信中對(duì)于激光器特性的要求。（1）正交頻分復(fù)用：鑒于OFDM的技術(shù)優(yōu)勢，將其引入到光纖通信系統(tǒng)中是近年來的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 （2）光時(shí)

11、分復(fù)用：OTDM能夠克服因放大器級(jí)聯(lián)而帶來的增益不平坦和光纖非線性的限制，在未來采用全光交換和全光路由的網(wǎng)絡(luò)中，OTDM技術(shù)的一些特點(diǎn)使其作為全光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)之一更具吸引力，例如上下話路方便，可適用于本地網(wǎng)和骨干網(wǎng)。1.3 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢（3）偏振復(fù)用：利用光在單模光纖中傳輸?shù)钠裉匦裕瑢鬏敳ㄩL的兩個(gè)獨(dú)立且相互正交的偏振態(tài)作為獨(dú)立信道分別用于傳輸兩路信號(hào)，這樣可成倍提高系統(tǒng)容量和頻譜利用率。1.3 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢 1.3.2 關(guān)鍵技術(shù) 2.全光緩存器 全光緩存器，是全光包交換網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵器件。目前“光緩存”可以分為兩類：一類是通過減慢光的傳播速度所制作的慢光型全光緩存器；另一類是通過延長光傳輸路徑構(gòu)建的，包括光