淺析有線電視全光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

殷亞男

摘 要：本文首先對介紹了全光網(wǎng)絡(luò)的概況，后又對全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)行了詳細(xì)分析，其中又分為兩大部分，全光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性技術(shù)及全光網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中所面臨的挑戰(zhàn)，最后在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對全光網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：通信網(wǎng) 全光網(wǎng)絡(luò) 信息

中圖分類號(hào)：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（c）-0019-01

社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的通訊手段已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在社會(huì)對信息質(zhì)量的要求，在此基礎(chǔ)上，光纖通訊應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)有的通信網(wǎng)以光的復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)，以電信號(hào)處理信息，網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)要完成光/電/光的轉(zhuǎn)換最終獲得信息，這就導(dǎo)致其中的電子件難以適應(yīng)高速、大容量的需求，致使通信網(wǎng)極易產(chǎn)生“電子瓶頸”現(xiàn)象，諸如帶寬限制、串話加劇、功能消耗過高等。有爭議就有進(jìn)步，人們提出了全光網(wǎng)（AON）的概念，光纖通信逐漸開始向全光網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。

1 全光網(wǎng)絡(luò)概況

“全光網(wǎng)絡(luò)”又稱“全光通信網(wǎng)絡(luò)”，它是指光信息流在網(wǎng)絡(luò)傳輸及交換時(shí)以光的形式存在，而不需要經(jīng)過光/電、電/光之間的轉(zhuǎn)換。全光網(wǎng)絡(luò)使用光纖作為傳輸介質(zhì)組建網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的有線電視用戶與用戶之間采用電信號(hào)的傳輸方式，而全光網(wǎng)絡(luò)利用光波在光纖中傳播產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行信息交換，通過波長選擇器件實(shí)現(xiàn)路由選擇。傳輸過程中直接對光信號(hào)進(jìn)行處理，使數(shù)據(jù)從節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸過程都在光域內(nèi)進(jìn)行，中間沒有電信號(hào)的介入，使信號(hào)具有透明性。全光網(wǎng)絡(luò)有星形網(wǎng)、總線網(wǎng)和樹形網(wǎng)三種基本類型。

2 全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

2.1 全光網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

全光網(wǎng)絡(luò)具有良好的透明性、波長路由特性、兼容性和可擴(kuò)展性，是下一代高速寬帶網(wǎng)絡(luò)的不二選擇，其良好的特性取決于全光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵的技術(shù)，目前全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要有光交換技術(shù)、光交叉連接（OXC）技術(shù)、全光中繼、光復(fù)用/去復(fù)用技術(shù)等類型。

光交換技術(shù)有空分光交換、時(shí)分光交換、波分/頻分光交換以及由它們結(jié)合組成的各種交換形式。傳統(tǒng)的光交換利用光變電、電變光之間的轉(zhuǎn)換，對交換容量的電子器件有很高的要求，現(xiàn)有的電子器件往往受到工作速度的限制，從而導(dǎo)致整個(gè)光通信系統(tǒng)的寬帶受到限制。直接光交換可充分利用光通信的寬帶特性，省去光/電、電/光的交換過程，能切實(shí)保障信息的傳播，因此，光交換被認(rèn)為是未來寬帶通信網(wǎng)最具潛力的新一代交換技術(shù)。

光交叉連接（OpticalCrossConnection）技術(shù)，簡稱OXC。OXC是具有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的光纖接口，由光交叉連接矩陣、管理控制單元、輸入單元、輸出單元等模塊組成。光交叉連接技術(shù)，是在光域中實(shí)現(xiàn)高速信息傳播的有力保障。OXC也有空分、十分和波分三種類型。波分復(fù)用技術(shù)和空分技術(shù)相結(jié)合，能使交叉連接矩陣的容量和靈活性大大提高，目前波分復(fù)用和空分技術(shù)的應(yīng)用比較成熟，時(shí)分技術(shù)還有待提高，光交叉連接技術(shù)是未來光技術(shù)的關(guān)鍵。

全光中繼技術(shù)，為了時(shí)信號(hào)有更遠(yuǎn)的傳輸距離，就需要放大光信號(hào)，這就需要信號(hào)放大器。傳統(tǒng)的光纖傳輸系統(tǒng)采用光—電—光再生中繼器，這種中繼設(shè)備十分復(fù)雜，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性都不能得到保證。經(jīng)過多年努力，傳統(tǒng)的再生中繼器已經(jīng)被全光傳輸中繼器所代替，實(shí)現(xiàn)了在光路中對信號(hào)的直接放大。目前半導(dǎo)體光放大器（SOA）和光纖放大器（摻鉺光纖放大器——EDFA、摻鐠光纖放大器—PDFA、摻鈮光纖放大器—NDFA）也已經(jīng)研發(fā)并相繼投入使用。由于SOA尚未能克服噪聲、偏振相關(guān)性等的影響，目前采用的光放大技術(shù)主要是EDFA。

光復(fù)用/去復(fù)用技術(shù)包括：光時(shí)分復(fù)用（OTDM）、波分復(fù)用（WDM）、光分插復(fù)用（OADM），光時(shí)分復(fù)用技術(shù)又可分為超窄光脈沖的產(chǎn)生與調(diào)制技術(shù)、全光復(fù)用/去復(fù)用技術(shù)、光定時(shí)提取技術(shù)等。

各種關(guān)鍵性技術(shù)為全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了必要的技術(shù)支持，它們是人類文明的發(fā)展的產(chǎn)物，更助推人類文明向更高更強(qiáng)的方向發(fā)展。

2.2 面臨的挑戰(zhàn)

目前全光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理有待完善。完整的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是有效管理的關(guān)鍵，建設(shè)全光網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)在充分了解現(xiàn)有光技術(shù)光系統(tǒng)，以此作為建立管理系統(tǒng)的基本依據(jù)，為全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展奠定物質(zhì)基礎(chǔ)，例如在有線電視發(fā)展方面，立足現(xiàn)有廣播電視傳播骨干網(wǎng)、三級(jí)光纖環(huán)網(wǎng)以及環(huán)形骨干網(wǎng)的各個(gè)光節(jié)點(diǎn)延伸的星形網(wǎng)絡(luò)，逐步地對全光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓展，不斷完善全光網(wǎng)絡(luò)的管理系統(tǒng)，有計(jì)劃有步驟的將整個(gè)廣播電視網(wǎng)絡(luò)連成一個(gè)整體；目前光性能監(jiān)視和測試仍處于初步發(fā)展階段，對光層的性能監(jiān)視和性能管理的定義還未規(guī)范化；目前在光層內(nèi)實(shí)現(xiàn)互操作，以及光層和網(wǎng)絡(luò)其他層之間的互操作仍面臨著難關(guān)，ITU和光互連網(wǎng)論壇（OIF）正致力于兩者進(jìn)行相關(guān)問題的攻克；目前利用單模光纖傳輸有線電視信號(hào)時(shí)，現(xiàn)有激光器尚不能獲取高質(zhì)量的光源，反射機(jī)的輸出功率光尚不能滿足對光單色性、相干性的需求；全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要完整的技術(shù)支持，現(xiàn)有技術(shù)在全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中仍受到許多限制，不能更好更高效地促進(jìn)其發(fā)展也是目前全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一大詬病。

2.3 發(fā)展趨勢

傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)以光的復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)，完成光/電/光的轉(zhuǎn)換，進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換、信息的交流，為通信領(lǐng)域的發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)。隨著時(shí)代的發(fā)展，通訊信息的高速發(fā)展與普及，通信技術(shù)也被廣泛應(yīng)用與人們的生產(chǎn)生活。為了更好地適應(yīng)社會(huì)活動(dòng)、推動(dòng)社會(huì)發(fā)展，全光網(wǎng)絡(luò)逐漸被人們發(fā)現(xiàn)、應(yīng)用，成為今后通信網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)。全光網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)分兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段：全光網(wǎng)傳送。即使數(shù)據(jù)在從節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸過程都在光域內(nèi)進(jìn)行，完全靠光波沿光纖傳播實(shí)現(xiàn)信號(hào)的長距離傳播，中間沒有電信號(hào)的介入，達(dá)到傳輸過程中對光信號(hào)的直接處理。第二階段：實(shí)現(xiàn)完整的全光網(wǎng)絡(luò)。在完成全程光傳播的基礎(chǔ)上，后續(xù)進(jìn)行的信號(hào)處理、儲(chǔ)存、交換以及多路復(fù)用/分用、進(jìn)網(wǎng)/出網(wǎng)等都由光子技術(shù)完成，最終實(shí)現(xiàn)光在端到瑞的傳輸、交換和處理。

3 結(jié)語

信息化的發(fā)展對通信網(wǎng)的寬帶和容量都有了更高的要求，光波傳播在光纖通信的應(yīng)用已得到初步發(fā)展，全光網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代有線電視傳播領(lǐng)域也占據(jù)了不可取代的位置。雖然目前全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展尚不完善，仍需要更多的探索和鉆研，但現(xiàn)今時(shí)代對通信網(wǎng)絡(luò)的高標(biāo)準(zhǔn)、高要求也決定了全光網(wǎng)絡(luò)必成為下一代高速寬帶網(wǎng)絡(luò)的首選。

參考文獻(xiàn)

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