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被称为“第三代网络”的全光网有何优势?

时间:2016-06-15 来源:

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        进入21世纪,信息网络的应用逐渐渗透社会发展的各个领域,网络业务量的迅速膨胀给数据传输能力和大吞吐量的交叉能力提出了更高要求。当前,通信网络从全电网络发展到用光纤取代电缆后形成的电光网络,光纤通信的高速率和大容量等优势被人们广泛认可,但光通信系统中的电子线路却严重限制了光纤通信优势的发挥,即出现所谓的"电子瓶颈"问题。而全光网络的出现很好地克服了"电子瓶颈"这一局限性,被称为第三代网络。

        所谓全光网络(AON,All Optical Network),是指信号只在进出网络时进行电/光、光/电的变换,而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。目前通信网采用光-电-光的转换,网上的设备将数据从光格式变成电格式,以进行信号放大和目的地检查等。虽然这种转换有利于控制,但光-电-光的转换会消耗资源、延缓传输。而在全光网络中,由于没有光电转换的障碍,各种不同的协议和编码形式都被允许存在,信息传输具有透明性,且无须面对电子器件处理信息速率难以提高的困难,因而性能可以得到明显的提高。

全光网的构成

        全光网由光节点、光链路、光网络管理单元等构成。

1.光节点

        光节点是重要的网元,主要有两种类型:光接入节点和光交换节点。光接入节点,具有光信道的选择特性;而光交换节点,适用于作为网状型网的光节点及两个环形网之间的连接节点。

        光接入节点的基本功能:1)光信道进入网络和从网络下路;2)非本地信息直接旁路,不在本地节点上进行处理,贯通而过;3)光信道的性能监测、故障检测、保护和恢复。4)对网络的管理和控制。5)具有好的透明性,适应不同种类的、不同格式的、不同传输速率的本地信息,畅通地进出网络。

        光交换节点的基本功能:1)路由选择;2)按其所选择的路由,建立各输入端和输出端之间的全光连接,将输入端的光信号在所建立的全光通道上无阻塞地达到所指定的任意输出端;3)可实现光信号交换功能;4)可以进行光信号的放大、处理;5)光信道的性能监测、故障检测、保护及恢复;6)控制、管理。

        光交换节点由光输入接口、光输出接口、光交换单元、控制及管理单元组成。

2.光链路

        光链路一般指光纤链路。光纤链路中可设置光放大器,用以提高链路性能。目前典型的光纤链路有:

       G.652光纤:迄今为止使用量最大的光纤;

       G.655光纤:适合密集波分复用系统使用的光纤;

       其他光链路:无线光通信(大气及自由空间光通信)。

  

3.光网络管理单元

        光网络管理系统是全光网络的头脑和指挥系统,具有性能管理、设备管理、故障管理等功能,还应包括网络的安全体系、安全管理,确保网络的存活性、可靠性和安全性,以及计费管理等实用化功能。

        与传统通信网和现行的光通信系统相比,全光网使通信网具有更强的可管理性、灵活性和透明性,它有以下六大优势:

1、全光网络能够提供巨大的宽带。由于全光网对信号的交换都在光域内进行,因而可最大限度地利用光纤的传输容量。

2、全光网络具有传输透明性。由于采用光路交换,以波长来选择路由,因而对传输码率、数据格式以及调制方式具有透明性,即对信号形式无限制,允许采用不同的速率和协议。

3、全光网络具有良好的兼容性。它不仅可以与现有的网络兼容,还可以支持未来的宽带综合业务数据网以及网络的升级。此外,全光网比铜线或无线组成的网络具有更高的处理速度和更低的误码率。

4、全光网络具备可扩展性,新节点的加入并不会影响原来网络结构和原有各节点设备。

5、全光网具有可重构性,可以根据通信容量的需求,动态地改变网络结构,并可对光波长的连接进行恢复、建立、拆除。

6、全光网中采用较多的无源器件,省去了庞大的电光、光电转换设备,不仅便于维护,还大幅度提升了网络整体的交换速度,提高可靠性。

        结束语:在信息化时代,光网络的提出给通信领域带来了蓬勃发展的机遇,但目前来看,全光网络仍存在一些技术挑战,如光网络的网络管理、网络的互连和互操作、光性能的监视和测试等。但即便如此,全光网络的巨大优点和潜力仍值得人们期待,相信在未来必将成为通信网络的发展方向。

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