全光網絡的關鍵技術研究及其發展前景分析

李陵

【摘要】 全光網絡具有優越的系統性能，得到了多方面的重點關注。本文首先對全光網絡的網絡特點進行了分析，然后具體闡述了其中的關鍵技術，最后對全光網絡今后發展過程中所需要解決的問題以及為通信系統帶來的變革進行了討論。

【關鍵詞】 全光網絡 關鍵技術 變革

二十世紀九十年代以來，光纖通信技術得到了飛速的發展，基于光纖通信技術的第三代通信網絡全光網絡也受到了廣泛的關注。

一、全光網絡的特點分析

相較于傳統的通信網絡而言，全光網絡具有如下幾方面特點。（1）首先是在網絡架構成本方面，更加節約成本。（2）其次，在通信協議方面更加多樣。（3）再次，在組網性能方面更加靈活。（4）最后，在數據安全性能方面更加可靠。

二、全光網絡中的關鍵技術分析

全光網絡中所使用的關鍵技術有：光交換技術、光信息再生技術、光分插復用技術和光交叉連接技術等。

（1）光交換技術。光交換技術主要應用在光網絡中的各節點部分，使用該技術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。其實質在于對光信號的波長進行處理。按照交換方式，光交換技術可分為空分光交換、波分/頻分光交換、時分光交換以及他們組成的復合光交換等。其中，空分光交換技術應用開關矩陣對光信號的傳輸通路進行選擇，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行分割，然后將復用信號中的某一波長信號轉換為另一波長，最后將轉換后的光信號進行復用輸出；時分光交換應用時隙交換原理對光信號不同時隙位置的信息進行交換。（2）光信息再生技術。該技術主要用于解決傳統光纖通信中存在的光色散和光損耗等問題。光色散會導致光脈沖變寬，對其相鄰信號產生干擾，進而使得信號誤碼率增大。光損耗則是光在遠距離傳輸時信號的能量產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對光信號進行調整和維護。該技術的實現方式為：在光纖鏈路中間隔一定距離接入一個光濾波器和光調制器，然后提取光信道中的同步時鐘信號，應用調制器對光信號重新進行同步調制，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。其核心思想為應用一個可以直接再光通路中對光信號進行放大傳輸的全光傳輸型中繼器替代傳統的光再生中繼器，應用最為廣泛的光放大技術為EDFA。（3）光分插復用技術。該技術可以對傳輸的光信號進行選擇，但是不影響其他未選擇信號傳輸。其核心思想為，選用適當的光濾波器件，利用該器件對光路中的不同波長的信號進行選擇，實現波長的路由功能。但是該技術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，以免出現干涉效應，影響光路中信號的傳輸性能。該技術可以對任意傳輸格式和傳輸速率的光信號進行復用或去復用。

三、光交叉連接技術

光交叉連接技術是全光網絡的核心技術之一。應用光交叉連接設備，結合光纖可以組成全光網絡。其技術思想為應用光器件對光信號進行波長重用，實現高速光信號的路由選擇和網絡恢復等功能。光交叉連接設備包括以下幾部分：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絡的節點位置，當光纜出現業務中斷或者業務失效時，應用該技術可以自動對故障部分進行技術隔離，并重新選擇光路由和光網絡，恢復網絡的傳輸功能。

四、全光網絡的發展趨勢

目前的全光網絡應用范圍主要集中在局域網和城域網中，但是就其發展趨勢來看，未來其應用范圍必將擴展到廣域網中；在全光網絡中還存在不夠完善的地方，如在光開關、光邏輯處理以及光計算等方面的自支持技術還不夠成熟，但是其必然是今后全光網絡研究和發展的方向；在光傳輸技術中，WDM、OTDM以及OCDMA技術結構必然會成為全光網絡的基本框架；在光傳輸容量方面，同樣存在大量的提升空間；此外，全光通信網絡中的各標準和通信規范的制定與統一也是今后其發展過程中必須要考慮的問題之一。

總體來看，隨著光通信技術的不斷發展，全光網絡系統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，推動通信技術向更高水平發展。

參 考 文 獻

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

[2] 申虹麗，馬賽. 全光網絡概述和發展淺析[C]. 第四屆全國城市有線電視技術研討會暨第四屆京、津、滬、渝有線電視技術研討會，2006 [3] 耿晶晶. 全光網絡的關鍵技術及其發展[J]. 企業導報，2010（7）

[4] 董海峰，楊淑雯. 基于OCDMA的全光網絡關鍵技術[J]. 光通信技術，2002，26（6）