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概述

       全光網(wǎng)（AON）是指信號(hào)在交換和傳輸過(guò)程中始終以光的形式存在，只有當(dāng)進(jìn)、出網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要進(jìn)行電光和光電轉(zhuǎn)換處理。全光網(wǎng)節(jié)點(diǎn)利用光波信號(hào)攜帶信息并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)傳送與組網(wǎng)等功能?？娠@著提高網(wǎng)絡(luò)的寬帶互聯(lián)能力和路由交換效率.增強(qiáng)通信系統(tǒng)的靈活性、擴(kuò)展性和可靠性，保障未來(lái)網(wǎng)絡(luò)融合應(yīng)用。

波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)

       由于EDFA和WDM等技術(shù)的成熟和大規(guī)模應(yīng)用，使得無(wú)電中繼的長(zhǎng)距離光纖傳輸?shù)玫斤w速發(fā)展，以波長(zhǎng)路由為核心的全光網(wǎng)技術(shù)成為重要解決方案。到目前為止，波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)階段。第一個(gè)發(fā)展階段是以小規(guī)模靜態(tài)波長(zhǎng)連接為特征的固定波長(zhǎng)路由全光交換，在這種架構(gòu)下波長(zhǎng)路由取決于光纖物理端口的連接關(guān)系，一旦預(yù)置無(wú)法在線更改；第二個(gè)發(fā)展階段是以大容量端到端波長(zhǎng)交換為特征的可重構(gòu)波長(zhǎng)路由全光交換，其使能技術(shù)包括可重構(gòu)光分插復(fù)用、光交叉連接技術(shù)等，可在線實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)級(jí)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)調(diào)度。

       波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的透明性、可擴(kuò)展性、可重構(gòu)性等優(yōu)勢(shì)主要依靠節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)在光域上交換和選擇路由，使得光層聯(lián)網(wǎng)成為可能。全光網(wǎng)節(jié)點(diǎn)主要可分為：常規(guī)光分插復(fù)用器（OADM）、光交叉連接器（OXC）和可重構(gòu)光分插復(fù)用器（ROADM）。

常規(guī)光分插復(fù)用器

       光分插復(fù)用器的基本功能是從傳輸設(shè)備中有選擇性地下路、上路，或僅僅直接通過(guò)某個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)，同時(shí)不影響其他波長(zhǎng)信道的傳輸。也就是說(shuō)，OADM在光域內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的電SDH分插復(fù)用在時(shí)域內(nèi)完成的功能，而且具有透明性，可以處理任何格式和速率的信號(hào)。

       光分插復(fù)用器（OADM）是全光網(wǎng)的重要網(wǎng)元之一，OADM的物理實(shí)現(xiàn)方案可以是多種多樣的，根據(jù)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)所釆用的光子器件組合方式，目前已提出了多種可行的常規(guī)OADM節(jié)點(diǎn)方案。下面僅以“分波器十光交換矩陣+合波器”的結(jié)構(gòu)為例說(shuō)明OADM的實(shí)現(xiàn)機(jī)理（見圖9.46）。

圖46   “分波器+空間交換單元+合波器”的OADM結(jié)構(gòu)

        “分波器+空間交換單元+合波器”的OADM結(jié)構(gòu)方案采用分波/合波器,OADM的直通與上下的切換由空間交換單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。分波器可以是普通的解復(fù)用器，如多層介質(zhì)膜式或者陣列波導(dǎo)光柵（AWG）型解復(fù)用器等，空間交換單元一般采用光開關(guān)或光開關(guān)陣列.合波器可以采用耦合器或復(fù)用器。這種結(jié)構(gòu)的支路與群路間的串?dāng)_由光開關(guān)決定，波長(zhǎng)間串?dāng)_由分波合波器決定。圖9.46(a)和(b)是對(duì)這種方案的具體實(shí)現(xiàn)。圖9.46(a)中的功率調(diào)節(jié)的作用是均衡各WDM信道的功率值，使其平衡和統(tǒng)一。圖46(b)所示結(jié)構(gòu)由于采用了光轉(zhuǎn)發(fā)器(Transponder),從而上路光信號(hào)可以任意插入需要的波長(zhǎng)信道。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)上下話路的控制比較方便。開關(guān)的使用使OADM獲得調(diào)諧能力的同時(shí),也帶來(lái)時(shí)延和插入損耗問(wèn)題。目前，機(jī)械式光開關(guān)的響應(yīng)速度在毫秒量級(jí)，飩酸鋰(LiNbOa)開關(guān)的響應(yīng)時(shí)間在納秒量級(jí)，但它的插入損耗比機(jī)械光開關(guān)大得多。
光交叉連接器

       光交叉連接器(OXC)的功能與SDH中的數(shù)字交叉連接設(shè)備(SDXC)類似，不同點(diǎn)是在光域網(wǎng)上直接實(shí)現(xiàn)高速光信號(hào)的路由選擇、網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)等，無(wú)須進(jìn)行光/電/光轉(zhuǎn)換和電處理。它是全光網(wǎng)的另外一種重要網(wǎng)元類型。

       OXC的光交換單元可釆用兩種基本交換機(jī)制，即空間交換和波長(zhǎng)交換。實(shí)現(xiàn)空間交換可采用各種類型的光開關(guān)，它們?cè)诳臻g域上完成入端到出端的交換功能，典型結(jié)構(gòu)如基于空間光開關(guān)矩陣和波分復(fù)用/解復(fù)用器對(duì)的OXC結(jié)構(gòu)、基于空間光開關(guān)矩陣和可調(diào)諧濾波器的OXC結(jié)構(gòu)、基于分送耦合開關(guān)的OXC結(jié)構(gòu)、基于平行波長(zhǎng)開關(guān)的OXC結(jié)構(gòu)等。實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)交換可采用各種類型的波長(zhǎng)變換器，它們將信號(hào)從一個(gè)波長(zhǎng)上轉(zhuǎn)換到另一個(gè)波長(zhǎng)上，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)域上的交換，典型結(jié)構(gòu)如基于陣列波導(dǎo)光柵復(fù)用器的多級(jí)波長(zhǎng)交換OXC結(jié)構(gòu)、完全基于波長(zhǎng)交換的OXC結(jié)構(gòu)等。另外，光交換單元中還廣泛使用了波長(zhǎng)選擇器(如各種類型的可調(diào)諧光濾波器和解復(fù)用器)。圖47給出了基于空間光開關(guān)矩陣和波分復(fù)用/解復(fù)用器對(duì)的OXC結(jié)構(gòu)。OXC的難點(diǎn)之一是在光網(wǎng)絡(luò)、光節(jié)點(diǎn)與業(yè)務(wù)接入層面上如何解決路由算法與控制問(wèn)題。