全光网络关键技术及发展前景展望全光网络关键技术及发展前景展望全光网络关键技术及发展前景展望全光网络关键技术及发展前景展望【摘要】随着光纤通信技术的快速发展，全光网络的技术发展日趋成熟并规模应用。本篇论文介绍了全光网的概念、优点及其关键技术，展望了未来全光通信的发展前景。【关键词】全光网络；光交换;光复用一、全光网络的概念全光网络（AONAllOpticalNetwork)是指信号以光的形式穿越整个网络,直接在光域内进行信号的传输、再生、光交叉连接、光分叉复用和交换/选路，中间不需要经过光电、电光转换，以达到全光透明性，实现在任意时间、任意地点、传送任意格式信号的理想目标。也就是说，网络中用户与用户之间的信号传输与减缓全部采用光波技术，即端到端保持全光路，中间没有光电转换器。二、全光网络的特点基于波分复用的全光通信网可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性。与传统的通信相比，具备如下优点:1.宽频带，容量大传输的带宽非常之大,经过WDM和DWDM的复用，可达400GB/S以上的传输容量。2.速度快，成本低,可靠性高全光网中采用了较多无源光器件，省去了庞大的光/电/光转换工作量及设备,提高网络整体的传输和交换速度，降低了成本并提高了可靠性。3.透明传输，组网灵活在全光网中，由于没有电信号参与处理，所以可以使用各种不同的协议和编码形式，即对信号形式无限制。允许采用不同的速率和协议，组网极具灵活性，在任何节点可以抽出或加入某个波长。4.可扩展性强全光网采用波分复用技术，以波长选择路由,可方便地提供多种协议的业务。不仅与现有的网络兼容，而且还支持各种新的宽带综合业务数字网络及网络的升级。用户也可根据需求量，可对现有的全光网进行扩展。三、全光网络中的关键技术1.光交换技术光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。光路交换又可分成3种类型,即空分(SD）、时分（TD）和波分/频分(WD/FD）光交换，以及由这些交换形式组合而成的结合型.其中空分交换按光矩阵开关所使用的技术又分成两类,一是基于波导技术的波导空分，另一个是使用自由空间光传播技术的自由空分光交换。光分组交换中，异步传送模式是近年来广泛研究的一种方式。2.光交叉连接(OXC)技术OXC是全光网中的核心器件，它与光纤组成了一个全光网络。OXC是用于光纤网络节点的设备，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，是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。OXC交换的是全光信号，它在网络节点处,对指定波长进行互连，从而有效地利用波长资源，实现波长重用,也就是使用较少数量的波长，互连较大数量的网络节点.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，是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。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.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，OXC自动进行主备倒换。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。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.OXC也有空分、时分和波分3种类型。OXC主要由光交叉连接部分（光交叉连接矩阵）、输入部分（光放大器EDFA、解复用器DMUX）、输出部分（光接口单元OUT、均功器、复用器、EDFA)、管理控制部分、本地上下业务接口这五大部分组成。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，OXC自动进行主备倒换。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、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。3.光分插复用OADM具有选择性,可以从传输设备中选择下路信号或上路信号，也可仅仅通过某个波长信号，但不要影响其他波长信道的传输。OADM在光域内实现了SDH中的分插复用器在时域内完成的功能，且具有透明性,可以处理任何格式和速率的信号,能提高网络的可靠性，降低节点成本，提高网络运行效率，是组建全光网必不可少的关键性设备。特别是OADM可以从一个WDM光束中分出一个信道(分出功能),并且一般是以相同波长往光载波上插入新的信息（插入功能）。对于OADM,在分出口和插入口之间以及输入口和输出口之间必须有很高的隔离度，以最大限度地减少同波长干涉效应，否则将严重影响传输性能。已经提出了实现OADM的几种技术：WDMDE-MUX和MUX的组合;光循环器或在Mach-Zehn