全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)研究及其發(fā)展前景分析

李陵

【摘要】 全光網(wǎng)絡(luò)具有優(yōu)越的系統(tǒng)性能，得到了多方面的重點關(guān)注。本文首先對全光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特點進(jìn)行了分析，然后具體闡述了其中的關(guān)鍵技術(shù)，最后對全光網(wǎng)絡(luò)今后發(fā)展過程中所需要解決的問題以及為通信系統(tǒng)帶來的變革進(jìn)行了討論。

【關(guān)鍵詞】 全光網(wǎng)絡(luò) 關(guān)鍵技術(shù) 變革

二十世紀(jì)九十年代以來，光纖通信技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，基于光纖通信技術(shù)的第三代通信網(wǎng)絡(luò)全光網(wǎng)絡(luò)也受到了廣泛的關(guān)注。

一、全光網(wǎng)絡(luò)的特點分析

相較于傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)而言，全光網(wǎng)絡(luò)具有如下幾方面特點。（1）首先是在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)成本方面，更加節(jié)約成本。（2）其次，在通信協(xié)議方面更加多樣。（3）再次，在組網(wǎng)性能方面更加靈活。（4）最后，在數(shù)據(jù)安全性能方面更加可靠。

二、全光網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)分析

全光網(wǎng)絡(luò)中所使用的關(guān)鍵技術(shù)有：光交換技術(shù)、光信息再生技術(shù)、光分插復(fù)用技術(shù)和光交叉連接技術(shù)等。

（1）光交換技術(shù)。光交換技術(shù)主要應(yīng)用在光網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點部分，使用該技術(shù)能夠在輸入端輸入的光信號直接交換到任意的光輸出端，完成光信號的選路工作。其實質(zhì)在于對光信號的波長進(jìn)行處理。按照交換方式，光交換技術(shù)可分為空分光交換、波分/頻分光交換、時分光交換以及他們組成的復(fù)合光交換等。其中，空分光交換技術(shù)應(yīng)用開關(guān)矩陣對光信號的傳輸通路進(jìn)行選擇，完成光信號的交換；波分/頻分光交換則是首先將波分信道空間進(jìn)行分割，然后將復(fù)用信號中的某一波長信號轉(zhuǎn)換為另一波長，最后將轉(zhuǎn)換后的光信號進(jìn)行復(fù)用輸出；時分光交換應(yīng)用時隙交換原理對光信號不同時隙位置的信息進(jìn)行交換。（2）光信息再生技術(shù)。該技術(shù)主要用于解決傳統(tǒng)光纖通信中存在的光色散和光損耗等問題。光色散會導(dǎo)致光脈沖變寬，對其相鄰信號產(chǎn)生干擾，進(jìn)而使得信號誤碼率增大。光損耗則是光在遠(yuǎn)距離傳輸時信號的能量產(chǎn)生的不可避免的衰減。為解決上述問題，必須使用光信息再生技術(shù)對光信號進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)。該技術(shù)的實現(xiàn)方式為：在光纖鏈路中間隔一定距離接入一個光濾波器和光調(diào)制器，然后提取光信道中的同步時鐘信號，應(yīng)用調(diào)制器對光信號重新進(jìn)行同步調(diào)制，從而減小光脈沖寬度，降低頻率漂移對信號傳輸帶來的影響。其核心思想為應(yīng)用一個可以直接再光通路中對光信號進(jìn)行放大傳輸?shù)娜鈧鬏斝椭欣^器替代傳統(tǒng)的光再生中繼器，應(yīng)用最為廣泛的光放大技術(shù)為EDFA。（3）光分插復(fù)用技術(shù)。該技術(shù)可以對傳輸?shù)墓庑盘栠M(jìn)行選擇，但是不影響其他未選擇信號傳輸。其核心思想為，選用適當(dāng)?shù)墓鉃V波器件，利用該器件對光路中的不同波長的信號進(jìn)行選擇，實現(xiàn)波長的路由功能。但是該技術(shù)要求光分出口和插入口之間的隔離度以及光輸入口與輸出口之間的隔離度要大于25dB，以免出現(xiàn)干涉效應(yīng)，影響光路中信號的傳輸性能。該技術(shù)可以對任意傳輸格式和傳輸速率的光信號進(jìn)行復(fù)用或去復(fù)用。

三、光交叉連接技術(shù)

光交叉連接技術(shù)是全光網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一。應(yīng)用光交叉連接設(shè)備，結(jié)合光纖可以組成全光網(wǎng)絡(luò)。其技術(shù)思想為應(yīng)用光器件對光信號進(jìn)行波長重用，實現(xiàn)高速光信號的路由選擇和網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)等功能。光交叉連接設(shè)備包括以下幾部分：光交叉連接矩陣、輸入輸出接口、管控單元。光交叉連接位于全光網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點位置，當(dāng)光纜出現(xiàn)業(yè)務(wù)中斷或者業(yè)務(wù)失效時，應(yīng)用該技術(shù)可以自動對故障部分進(jìn)行技術(shù)隔離，并重新選擇光路由和光網(wǎng)絡(luò)，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的傳輸功能。

四、全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢

目前的全光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍主要集中在局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中，但是就其發(fā)展趨勢來看，未來其應(yīng)用范圍必將擴展到廣域網(wǎng)中；在全光網(wǎng)絡(luò)中還存在不夠完善的地方，如在光開關(guān)、光邏輯處理以及光計算等方面的自支持技術(shù)還不夠成熟，但是其必然是今后全光網(wǎng)絡(luò)研究和發(fā)展的方向；在光傳輸技術(shù)中，WDM、OTDM以及OCDMA技術(shù)結(jié)構(gòu)必然會成為全光網(wǎng)絡(luò)的基本框架；在光傳輸容量方面，同樣存在大量的提升空間；此外，全光通信網(wǎng)絡(luò)中的各標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)范的制定與統(tǒng)一也是今后其發(fā)展過程中必須要考慮的問題之一。

總體來看，隨著光通信技術(shù)的不斷發(fā)展，全光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必然會成為具有超高傳輸速度、超大信息容量的多媒體通信平臺，推動通信技術(shù)向更高水平發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 林金桐，左鵬. 光通信技術(shù)的成就與展望[J]. 電信建設(shè)，2001（5）

[2] 申虹麗，馬賽. 全光網(wǎng)絡(luò)概述和發(fā)展淺析[C]. 第四屆全國城市有線電視技術(shù)研討會暨第四屆京、津、滬、渝有線電視技術(shù)研討會，2006 [3] 耿晶晶. 全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展[J]. 企業(yè)導(dǎo)報，2010（7）

[4] 董海峰，楊淑雯. 基于OCDMA的全光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)[J]. 光通信技術(shù)，2002，26（6）