（光学工程专业论文）全光网节点及全光波长转换技术的理论和实验研究.pdf

全光网节点及全光波长转换技术的理论和实验研究 摘要 随着人类社会进入信息时代，语音、数据、视频等通信业务正朝着综合的方 向发展，对通信的需求量不断增长，从而对通信的带宽容量提出更高的要求。而 电子线路的极限速率只有2 0 g b s 左右，这就是所谓的“电子瓶颈”，以光波分复 用( w d m ) 为基础的全光网( a o n ) 是解决“电子瓶颈”的最根本途径。要在全光 网中实现信号的透明性、可重构性传输，必须研究全光传输的关键技术，这就包 括光网络节点技术和波长变换技术。 光网络节点主要包括光交叉连接嚣( o x c ) 和光分插复用器( o a d m ) 。o x c 是 用于光纤网络节点的设备。通过对光信号进行交叉连接，能够灵活有效地管理光 传输网络。是实现可靠的网络保护恢复以及自动配线和监控的重要手段。o x c 在光层对波长信道的交叉连接能力极大地提高了信号重新选择路由的速度与精 度，对于网络的高速传输和快速恢复都具有重要的意义。当业务发展需要对网络 结构进行调整时，o x c 可以简单迅速地完成网络的调度和升级。 o a d m 进行灵活的基于波长的管理，主要有两个功能；方面是灵活的光层 配置，可以根据网络业务流量需求建立或者撇消波长连接，壤大效率她利用系统 容量。另一方面是提供光层保护，当线路或者节点出现故障时重新指配业务的路 由。 引入波长变换器( w c ) 技术，可以实现波长的再利用，解决o x c 中的波长竞争 问题，可以有效地进行路由的选择，降低网络阻塞率，从而提高粕 f 网络的灵活 性和可扩展性。同时，也有利于网络的运行、管理、控制以及光通道层的保护倒 换。因此波长变换器是解决光网络中波长路由竞争的关键器件，是充分发挥w d m 带宽资源的必要手段。 最近国内提出了基于f b g e c l 增益饱和效应的波长转换技术，具有低啁啾输 出，高信噪比，高消光比等优点，在未来全光通信网中将有广阔的发展前景a 基于上述分析，本文主要研究了全光网中的网络节点和光网络中的波长变换 器技术，对f b g e c l 给出了理论模型和实验结果。具体工作主要分为五个部分： 第一部分主要简介了全光网络；包括全光网的特点、体系结构以及目前的发 展状况； 第二部分介绍了全光网中的网络节点，包括o x c 和0 a d m 的特点、结构、分 类以及实现方法的介绍； 第三部分总结了波长变换的相关技术；给出了波长变换的种类、性能要求、 实现方法和相关问题的讨论： 第四部分从光波导的模耦合理论经过系列推导得出f b g e c la o w c 的理论模 型，并得出了数值模拟； 第五部分则是对f b g e c la o w c 的实验验证以及有关在波长变换中的光功率 稳恒的问题，并给出了一种基于全光波长变换的o x c 结构。 关键词：全光网( a o n ) 光交叉连接器( o x c ) 光分插复用器( o a d m ) 全光波长转换器( a o w c )光纤光栅外腔半导体激光器( f b g - e c l ) t h e o r e t i c a la n de x p e r i m e 】q t a l r e s e a r c h 0 no n na n da o w ct e c h n o l o g y a b s t r a c t w i t ht h ef o o t s t e po fg l o b a li n f o r m a t i o na c c e l e r a t i n g ，b a c k b o n en e t w o r k sa n d r e g i o n a l n e t w o r k si nt h ei n f o t i n a t i o n a g e w i l ln e e dt oh a v et h e c a p a b i l i t y o f t r a n s m i t t i n g a l le x c e e d i n g l yl a r g es i g n a lv o l u m eo fs e v e r a lh u n d r e dg b i t s e cw i t hl o w c o s ta n dm i n i m a ld e l a y t oh a n d l es i g n a lv o l u m eo f t h i sm a g n i t u d ew i t hc o n v e n t i o n a l e l e c t r i c s i g n a lp r o c e s s i n gs y s t e m s ，h o w e v e r ，h a r d w a r e s i z ew o u l dn e e dt ob e e x c e s s i v e l yl a r g ea n dt h i sw o u l dn o tb ee 街c i e n tf r o mt h es t a n d p o i n t so fc o s ta n d d e l a yt i m e a n di t i si m p o s s i b l eb e c a u s eo ft h e “e l e c t r o nb o t t l e n e c k ”! b yu s i n gt h e a o n ( a l lo p t i c a ls y s t e m ) 1 0 w - c o s ta n ds m a l l d e l a yo p e r a t i o nc a nb ea c h i e v e db y o p t i c a ls i g n a lp r o c e s s i n go fd w d ms i g n a l s ，e v e nm o r e ，t h ee l e c t r o ns p e e dl i m i t w h i c he a l l e d “e l e c t r o nb o t t l e n e c k ，c a l 3b ea v o i d e d s oj ti sn e c e s s a r yt or e s e a r c ht h e k e yt e c h n o l o g ya b o u tt h ea o n w h i c hi n c l u d et h eo n n f o p t i c a ln e t w o r kn o d e ) a n d t h ea o w c ( a l l o p t i c a lw a v e l e n g t hc o n v e r s i o n ) t h eo n nj n c h i d eo x c ( o p f i c a lc r o s s c o n n e c t ) a n do a d m ( o p t i c a la d d d r o p m u l t i p l e x e r ) o x ci st h ei n s t r u m e n tw h i c hh a dc a p a b i l i t yo fr e l i a b l ys w i t c h i n ga n d c o n t r o l l i n gi i g h t ，b e s i d e st h eb a s i cf u n c t i o n ，t h e0 x c n o d e ss h o u l dh a v et h ea b i l i t yt o r a t i o n i n g ，r e s o u r c es h a r i n g ，r e s t o r a t i o n ，a n dd v n a m i c n e t w o r km a n a g e m e n t i n a d d i t i o n t h es e t t i n go fo p t i c a ls w i t c h e si ut h eo a d mn o d e sm a k e si t p o s s i b l et o s w i t c h i n ga n dr o u c i n gf u n c t i o nb e t w e e nd i f i e r e n tn e t w o r k s t h ei m l e ra o w ca r r a y d i s t r i b u t es i g n a l si nt h e i ro r i g i n a ll i g h tf o r mw i t h o u to p t i c - e l e c t r i cc o n v e r s i o n ，g i v i n g t h es y s t e ma ne f l i c i e n tv p ( v i r t u a lp a t mf u n c t i o n a 1 1t h e s ea b i l i t i e sa r ei m p o r t a n t w h e nt h en e t w o r kn e e dr e b u i l da n du p d a t e i na o n s y s t e m o a d mn o d e sa l l o c a t e ds i g n a l sa c c o r d i n gd i f f e r e n td e s t i n a t i o n s t h eo a d mn o d e sc a ne a s i l yb ec o n n e c t e df r e e l ya tt h em a x i m u ms i g n a lc a p a c i t yo f 1 0 g b i t s s i n c ea d d d r o po p e r a t i o n sa r ee x e c u t e df o re a c hs e p a r a t ew a v e l e n g t hi nt h e n o d e s m a k i n gc h a n g e s i nt h e s eo a d mf u n c t i o n se n a b l e s o p t i c a l c h a r m e 】 c o n n e c t i o n st ob ec h a n g e dw h i l et 1 1 e ya r ei ns e r v i c ew i t h o u ta f f e c t i n ga n yo t h e r o p t i c a lc h a n n e l s r e s u l t i n g i nf l e x i b l en e t w o r k o p e r a t i o n t h es y s t e m h a sa u n i d i r e c t i o n a lp a t h ( o p 缸a 1c h a n n e l ) s w i t c h e dr i n gs t r u c t u r et h a tu s e st w oo p t i c a l f i b e r sa n da l l o w si d e n t i c a ls i g n a l st o b et r a n s m i t t e di nt h e i r r e s p e c t i v eo p p o s i t e d i r e c t i o n ss i m u l t a n e o u s l y t h i se n s u r e sh i g ho p e r a t i o n a lr e l i a b i l i t y a o w c t e c h n o l o g yc a nd i r e c t l yt r a i l s f e ri n f o r m a t i o nf r o m o n eo p t i cw a v e l e n g t h t oa n o t h e r , w h i c hm e a n st or e a l i z ei n f o r m a t i o n c a r r i e r sw a v e l e n g t hc o n v e r s i o d i t m a d et h ea o nt oh a v et h ec a p a b i l i t yo fe f f i c i e n t l ys o l v i n gt h ep r o b l e mo fw a v e l e n g t h 1 i i b l o c ka n dw a v e l e n g t hc o m p e t i t i o nw h e no p t i c s i g n a l sa r ec r o s s c o n n e c t e d ，s ot h e a o nb e c a m ef l e x i b l e s c a l a b l ea n d s e l f - h e a l i n g r e c e n t l y , an e wa o w ct e c h n o l o g yb a s e do nf b g e c l ( f i b e rb r a g gg r a t i n g e x t e r n a lc a v i t ys e m i c o n d u c t o rl a s e r s ) w a sp u tf o r w a r d t h i sa o w c h a dt h em e r i t s a s f o l l o w s ：f l1t h em o d e - s e l e c t e dc h a r a c t e ro ff b gc a ne n s u r e o u t p u to p t i c w a v e l e n g t h s t a b l ea n da d d i t i o n a l f r e q u e n c yc h i r p o ni tb e v e r yl i t t l e ；r 2 1 t h e w a v e l e n g t hc h a n g e a b l e n e s s o ff b g m a y b eu s e dt od y n a m i c a l l y a d j u s tl a s e r se m i t t i n g w a v e l e n g t h w h i c h w i l lm a k e1 t o x w a v e l e n g t hc o n v e r s i o np o s s i b l e s o t h e c o n c l u s i o nc a nb em a d e ：f b g - e c la o w ct e c h n i q u ew i l lh a v eg o o dp r o s p e c to f a p p l i c a t i o nt of u t u r ea o n ! t h i sp a d e l - w i l lm a i n l yd i s c u s st h eo n n t e c h n i q u e sa n df b g e c la o w c t e c h n i q u e s ，t h ew h o l e r e s e a r c hw o r kc a nb ed i v i d e di n t of i v ep a r t s ： t h ef i r s t p a r ti s t h ei n t r o d u c t i o na b o u tt h ea o n t h i sp a r tc o n s i s to ft h e c h a r a c t e r 、s y s t e mf r a m ea n d t h es t a t u sa b o u tt h ea o n n o w a d a y s t h es e c o n dp a r ti n t r o d u c e st h eo n n s w h i c hi n c l u d et l l eo x ca n do a d m t h et h i r d p a r t s u m su pt h ea o w ct e c h n i q u e s ，p o i n t so u tt h ec h a r a c t e r 、 p e r f o r m a n c e 、s o r ta b o u tt h ea o w c a n d d i s c u s s e ss o m ea o w c p r o j e c tb a s e do n d i f f e r e n tt e c h n i q u e t h ef o r t h p a r tp r e s e n t at 1 1 e o r e t i c a lm o d e ls u i t a b l ef o rf b g e c la o w c ， a c c o r d i n gt ot h i sm o d e l ，s o m ea n a l y z e sw e r es p r e a d e d s o m es i g n a l sw h i c h c o n s i s to f t h es a w t o o t h 、r e c t a n g l e 、t r i a n g l ea n dg a u s s i a nc o n v e r s i o nw e r es i m u l a t e d i nt h el a s tp a r t ，e x p e r i m e n t0 nf b g e c la o w cw a ss e tu p l et h e o r ym o d e l w h i c he s t a b l i s h e di nf o u r t hp a r tw a sp r o v e dt ot r u ea c c o r d i n gt o t h e2 0 m b i t s r e c t a n g l es i g n a la o w ce x p e r i m e n t a t i o n t h ec o n c l u s i o na b o u t t h ef b g e c la o w c w a sm a d e b e s i d e st h e s e ，t h ep o w e rt i n g l ew a sn o t i c e d 、d i s c u s s e da n da n a l y z e d i n t h ee n d a no x c p r o j c o th a s e do na o w c w a se s t a b l i s h e d ，a n ds o m ec h a r a c t e r sa b o u t m i s0 x cw e r ea n a l y z e d k e yw o r d s ： a o n ( a l l o p t i c a ls y s t e m ) o x c ( o p t i c a l c r o s s - c o n n e c t ) o a d m ( o p t i c a la d d d r o pm u l t i p l e x e r ) a o w c ( a l lo p t i c a lw a v e l e n g t hc o n v e r s i o n ) f b g - e c l ( f i b e rb r a g gg r a t i n g e x t e r n a lc a v i t ys e m i c o n d u c t o rl a s e r s ) i v - 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：沮芒日期： 2 q 堕：3 ：耋2 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：蛩芒 导师签名： 罐耸 日期：2 q q 5 ：3 ：2 至 日期：2 q 竖：3 ：2 2 北京邮电大学硕上论文 第一章序言 第一章序言 人类社会进入信息时代，随着语音、数据、视频等通信业务正朝着综合的方 向发展，对通信的需求量不断增长，从而对通信的带宽容量提出更高的要求“。 由于光纤具有通信容量大、传输距离远；信号串扰小、保密性能好；抗电 磁干扰、传输质量佳；尺寸小、重量轻，便于敷设和运输；材料来源丰富， 环境保护好；无辐射，难于窃听：适应性强，寿命长等特点”1 使得光纤通信 成为支撑通信业务量增长最重要的技术。但当前的光通信系统只是作为电子线路 的一个载体，而电子器件在适应高速、大容量的需求上，存在着诸如带宽限制、 时钟偏移、严重串话、高功耗等缺点，使得电子线路的极限速率只有2 0 g b s 左 右，这就是所谓的“电子瓶颈”“m 。另一方面，最新的全波光纤的出现已经使 石英光纤在1 3 】玎一1 6 p 】的两个低损耗窗口打通并连成一个区域，使得光纤有 着近3ot h z 的巨大潜在带宽容量，但现有以时分复用( t d m ) 为基础的“光 传送网”中叫”“，通信网网络的各个节点要完成各种复用解复用和光电电光 的转换，限制了信息的传输速率，难以适应需要，光的复用技术波分复用( w dm ) 、时分复用( tdm ) 、空分复用( sdm ) 越来越受到人们的重视。由 现在的研究结果来看，以光波分复用( w d m ) 为基础的全光通信网( a o n ) 是解 决上述问题的最根本途径。 1 1 全光网简介 1 1 1 全光网的概念 所谓全光网，就是网中直到端用户节点之间的信号通道仍然保持着光的 形式，即端到端的完全的光路，中间没有电转换的介入。数据从源节点到目的节 点的传输过程都在光域内进行，而其在备网络节点的交换则使用高可靠、大容量 和高度灵活的光交叉连接设备( oxc ) 。在全光网络中，由于没有光电转换的 障碍，所以允许存在各种不同的协议和编码形式，信息传输具有透明性，且无需 面对电子器件处理信息速率难以提高的困难“”。 北京邮电大学硕1 论文 第一章序言 l - 1 2 全光网的优点 基于波分复用的全光通信网，能比传统的电信网提供更为巨大的通信容量，可 使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性。 全光网具备如下以往通信网和现行光通信系统所不具备的优点： 1 全光网通过波长选择器在光层实现动态业务分配来实现路由选择，即以波 长来选择路由，对传输码率、数据格式以及调制方式均具有透明性，可以提供多 种协议业务，可不受限制地提供端到端业务。透明性是指网络中的信息在从源地 址到目的地址的过程中，不受任何干涉。由于全光网中信号的传输全在光域中进 行，信号速率、格式等仅受限于接收端和发射端，因此全光网对信号是透明的。 2 全光网不仅可以与现有的通信网络兼容，而且还可以支持未来的宽带综 合业务数字网以及网络的升级。与所传送客户层信号的比特率和协议相独立，可 支持多种客户层信号： 3 全光网络具备可扩展性，加入新的网络节点时，不影响原有网络结构和 设备，降低了网络成本。 4 网元具有智能性：可根据通信业务量的需求，动态地改变网络结构，充 分利用网络资源，具有网络的可重组性；也可根据业务需要提供带宽，是面向业 务的网络； 5 全光网络结构简单，端到端采用透明光通路连接，沿途没有变换与存储， 网中许多光器件都是无源的，可靠性高、可维护性好。 6 具有分布式处理功能； 7 可根据客户层信号的业务等级( c o s ) 来决定所需的保护等级； 8 实现了控制平台与传送平台的独立： 9 实现了数据网元和光层网元的协调控制，将光网络交流资料和数据业务 的分布自动地联系在一起； 全光网由于具有以上的优点，因此成为宽带通信网未来发展的目标。 1 1 3 全光圈的体系结构 利用波分复用技术的全光通信网将采用三级体系结构“。第一层对应于已 普遍使用的接入网和核心网的标准，如a t m 、p d i - i ( 准同步数字系列) 和s d h ( 同 步数字系列) 及其它常用的标准分组和基于帧的业务。为了简单，整个网络用一 层来表示，把它称作电交换层。第三层为透明光传输层，对应于地域上更广阔 的w d m 光传输网，透明的路由是基于在波长域和空间域里的透明光交叉互连 ( o x c ) ，允许网络在较长的时间内重构，该层在电交换层的下面，链路的传输 北京邮电人学硕上论文 容量为数g b i t s 至数百g b i t s 。由于在相对低速的电交换层和大粒度的信 道分割的w d m 光传输层之 间存在代沟，需要在低速 信道和高速信道之间进 行适配，所以在这两层中 间引入第二层，即比特率 和传输方式透明的光分组 交换网络层，使在w d m 光 传输网中的高速波长信道 和电交换网之间架起一座 图1 - 1 全光网络参考模型 桥梁，从而大大改进了带宽的利用率和网络的灵活性。该层延伸了光的透明性 的优点，它可作为电接入网和核心网的大容量的承载交换网，也可以作为基于 相同的分组格式的光城域网( m a n ) 的骨干网。 全光网又可以分为光网络层和电网络层。光网络层是光链路相连的部分，采 用了wdm 技术，使一个光网络中能传送多个波长的光信号，并在网络各节点之 间采用oxc 或o a d m ，以实现多个光信号的交叉连接。光网络层通过光链路 与宽带网络用户接口和局域网( lan ) 相连。光网络层的拓扑结构可以是环形、 星形和网孔形等，交换方式可采用空分、时分或波分光交换。电网络层中的ad m 为电子分插复用器，它能够把高速光信号直接分纤成各种低速率的支路信号。 dxc 相当于自动数字配线架的数字交叉连接设备，它可以对各种较低的端口速 率进行可控的连接和再连接。所谓交叉连接也是种“交换功能”，所以电网络 层中有各种电子交换，从程控交换( 如pa bx ) 、at m 交换( 如视频、数据 信号的交换) 到未来的某种交换( 如图像、多媒体信号的交抉) 。 1 2 全光网络中的关键技术 要在全光网中实现信号的透明性、可重构性传输，必须研究全光传输的关键 技术。下面分别介绍这几种关键技术： 1 光交叉连接( 0 xc ) 。o x c 是全光网中的核心器件，它与光纤组成 了个全光网络“。oxc 交换豹是全光信号，它在网络节点处，对指定波长 进行互连，从而有效地利用波长资源，实现波长重用，也就是使用较少数量的波 长，互连较大数量的网络节点。当光纡中断或业务失效时，0xc 能够自动完成 故障隔离、重新选择路由和网络重新配置等操作。使业务不中断，即它具有高速 光信号的路由选择、网络恢复等功能。0xc 除了提供光路由选择外，还允许光 信号插入或分离出电网络层，它好像sdh 中的d xc 。 警一 北京邮电大学硕十论文 第一章序言 2 光分插复用( 0adm ) 。oa dm 具有选择性，可以从传输设备中选 择下路信号或上路信号，也可仅仅通过某个波长信号，但不要影响其他波长信道 的传输”1 。oad m 在光域内实现了sdh 中的分插复用器在时域内完成的功 能，且具有透明性，可以处理任何格式和速率的信号，能提高网络的可靠性，降 低节点成本。提高网络运行效率，是组建全光网必不可少的关键性设备。 3 掺饵光纤放大器( edfa ) 。在光纤通信中采用wdm 技术能实现超 大容量、超高速的光传输。而edfa 的商用可以使全光中继成为现实”。e dfa 是80 年代末发展起来的一种新型光放大器件，它具有高增益、低噪声、 宽频带，以及对数据速率与格式透明等特点。它可以对波长在l 530 157 5m m 的光信号同时放大。在1 0 4odb 。edfa 不但结 构简单，与光纤耦合方便，而且 连接损耗小。ed f a 可用于l 00 个信道以上的密集波分复用 传输系统、接入网中的光图像信 号分配系统、空间光通信，以及 用于研究非线性现象等。edf a 是目前光放大技术的主流，它 能简化系统，降低传输成本，增 加中继距离，提高光信号传输的 透明性，是实现全光网的关键器 件。 550m m 波段，edfa 的放大增益可达3 旷 江- 兽徊 蜉产户 图1 - 2 光放大器在光波系统中的应用 4 波长变换( 0 w c ) 。在w d m 网络中以波长作为通道，每个通道通过其波长 识别建立连接，不同的节点问的通道分配以不同的波长。目前的w d m 网络，信息 从源到目的节点的过程中，波长一直保持不变，也就是“一波到底”，在这种波 长通道( w p ) 方案中，波长是在整个网内分配的，波长通道具有固定性和连续性， 通道波长具有全网意义。当建立新的连接时，只有分配的某一波长在连接通路的 所有链路段上都未被占用时，连接才能建立。为避免出现阻塞，网络必须有足够 的波长数来支持。在实际中由于滤波器与放大器的带宽有限，所以可用波长数有 限，不足以支持大容量的需要，并且每波长通道的利用率很低。因此在设计中提 出一种新的波长通道方案，在连接通路的不同链路上可以采用不同波长，波长只 在链路上有局部意义。这种通道称为“虚”波长通道( v w p ) ，使用这种方案可提 高波长重用率，减少全网所需波长，对避免波长碰撞阻塞、故障排除和网络升级 扩容有重大意义。而引入波长变换技术“，就可以实现波长的再利用，从而可以 圃 一 扩 q 衔圆 北京邮电人学硕士论文 第一章序占 更有效的进行路由的选择，降低网络阻塞率，提高w d m 网的灵活性和可扩充性。 5 全光网的管理、控制和运作。全光网对管理和控制提出了新的问题： 现行的传输系统( sdh ) 有自定义的表示故障状态监控的协议，这就存在着要 求网络层必须与传输层一致的问题；由于表示网络状况的正常数字信号不能从 透明的光网络中取得，所以存在着必须使用新的监控方法的问题；在透明的全 光网中，有可能不同的传输系统共享相同的传输媒质，而每一不同的传输系统会 有自己定义的处理故障的方法，这便产生了如何协调处理好不同系统、不同传输 层之划关系的问题。对于以上每一种问题都要有相应的处理方案。从现阶段的w dm 全光网发展来看，网络的控制和管理要比网络的实现技术更具挑战性，网络 的配置管理、波长的分配管理、管理控制协议、网络的性自测试等都是网络管理 方面需解决的技术。若没有行之有效的网管控制系统，则全光网是无法商用的。 1 3 全光网的两个发展阶段 1 3 1全光通信舟是通信嗣发展的目标。 这目标的实现分两个阶段完成“”。 1 全光传送网。在点到点光纤传输系统中，整条线路中间不需要作任何光 电和电光的转换。这样的长距离传输完全靠光波沿光纤传播，称为发端与收 端间点到点全光传输。那么整个光纤通信网任一用户地点应该可以设法做到与任 一其它用户地点实现全光传输，这样就组成全光传送网。 2 完整的全光网。在完成上述用户问全程光传送网后，有不少的信号处理、 储存、交换，以及多路复用分接、进网出网等功能都要由电子技术转变成光 子技术完成，整个通信网将由光实现传输以外的许多重要功能，完成端到端的光 传输、交换和处理等，这就形成了全光网发展的第二阶段，将是更完整的全光网。 其特点将是网络化、高速化、长波长化、多媒体化、全光化和器件集成化。 1 3 ，2 目前全光圈技术的发晨状况 现阶段全光通信网的研究与试验明显地以波分复用技术为核心”“，即主要对 波分复用传输、交换和联网技术进行研究与试验，构成波分复用全光通信试验网。 在传输方面，掺铒光纤放大器加波分复用，再加上光纤色散补偿技术是走向全光 通信网的合理途径。带光放大的波分复用技术已经成熟，并已投入商用。色散技 术己日趋成熟，相信在不久的将来就能够大规模的商用。在交换技术方面，波长 路由选择的引入使波分复用全光网在交换节点上具有独特的优势：可以实现光层 ! 墅塑! 旦：壁坠! 玺茎 堡= 童堡童 上的信息交换，克服了电子交换瓶颈现象，且结构简单灵活，易于网络升级。预 计在全光通信网中，波分复用光交换技术将会得到广泛应用。目前全光波长变换 和光网络节点技术是实验室研究的热点! 参考文献 1 】e t r a u p m a n ，p o c o u n e l ，j m i n n i s ，e ta 1 ，“t h ee v o l u t i o no ft h ee x i s t i n gc a r r i e r i n f r a s t r u c t u r e ，”i e e ec o m m u n i c a t i o n s m a g a z i n e ，j u n 1 9 9 9 ，p p 1 3 4 1 3 9 ( 2 j 彭承柱，“密集波分复用系统及其发展趋势”，电信科学，n o 4 ，f e b ，1 9 9 8 ， p p 1 5 【3 】张煦，“光纤通信的现状与回顾”，电信快报，n o 4 ，2 0 0 0 ，p p 6 1 7 【4 a s h ，j d ，f e r g u s o n ，s t ，”t h ee v o l u t i o no f t h et e l e c o m m u n i c a t i o n st r a n s p o r t a r c h i t e c t u r e ：f r o mm e g a b i t st ot e r a b i t s ”e l e c t r o n i c s & c o m m u n i c a t i o ne n g i n e e r i n g j o u r n a l ，v o l u m e ：1 3i s s u e ：1 ，f e b2 0 0 1 ，p a g e ( s ) ：3 3 4 2 【5 】f u j i w a r a ，m ，”o l p t i c a te r o s s c o u n e c t & a d mb a s e dn e t w o r k s ”，l a s e r sa n d e l e c t r o - o p t i c ss o c i e t y a n n u a lm e e t i n g 1 9 9 4 l e g s 9 4c o n f e r e n c e p r o c e e d i n g s i e e e ，v o l u m e ：2 ，1 9 9 4 ，p a g e ( s ) ：11 l 一1 1 2v 0 1 2 6 】m j ，0 1m a t h o n y a n dd s i m e o n i d o v ，”t h ed e s i g no fae u r o p e a n o p t i c a l n e t w o r k ”，j o u r n a lo f l i 曲t w a v et e c h n o l o g y ，v o l ，1 3 ，n o 5 ，m ”1 9 9 5 ， p a g e ( s ) 8 1 7 8 2 8 7 】r a j e s hk p a n k a j ，”w a v e l e n g t hr e q u i r e m e n t s f o r m u l t i c a s t i n gi na l l o p t i c a l n e t w o r k s ”，【e e e a c m t r a n s a t i o no n n e t w o r k i n g ，v 0 1 7 ，n o - 3 ，j u n e19 9 9 ， p a g e ( s ) 4 1 4 4 2 4 8 h p n o l t i n g ，”a l l - o p t i c a ls i g n a lp r o c e s s i n gd e v i c e sf o rp h o t o n i c n e t w o r k s ： t o w a r d s 11s h o ak a il i u ，”c h a l l e n g e so f a l l o p t i c a ln e t w o r ke v o l u t i o n ”，l a s e r sa n d e l e c t r o o p t i c ss o c i e t y a n n u a l m e e t i n g ，1 9 9 8 l e g s 9 8 i e e e ，v o l u m e ： 1 ，1 9 9 8 p a g e ( s ) ：1 8 2 一1 8 3v 0 1 1 f 9 1 i p k a m i n o w ，e ta 1 ，aw i d e b a n da l l - o p t i c a lw d mn e t w o r k ，”i e e ej s e l e c t e d a r e a si nc o m m u n i c a t i o n s ，1 4 ( 5 ) ，1 9 9 6 ，p p 7 8 0 - 7 9 9 1 0 】戴佳，张正线，“第三代通信网络一全光网”，解放军理工大学学报， n o 2 ，a p r 2 0 0 0 1 1 1y c h e n ，m f a t e h i ，h r o c h e ，e ta 1 ，“m e t r oo p t i c a ln e t w o r k i n g ，”b e l ll a b st e c h j ，4 ( 1 ) ，1 9 9 9 ，p p 1 6 3 1 8 6 【1 2 】古渊，任剑，史双瑾，赵勇等全光通信中的分插复用器光通信技术， 2 0 0 0 ，2 4 ( 4 ) p 2 5 0 - 2 5 6 【1 3 】张佰成，吴德明，徐安士，王楚等光网络中的全光上下路( o a d m ) 技术北 京大学学报( 自然科学版) ，19 9 9 ，3 5 ( 5 ) p 6 0 9 7 0 6 【1 4 c r a n d yg i l e s ，m a g a l ys p e c t o r ，”t h ew a v e l e n g t ha d d d r o pm u l t i p l e x e rf o r l i g h t w a v ec o m m u n i c a t i o n n e t w o r k s ”，b e l ll a b st e c h j ，v 0 1 4 ，n o 1 ，p p 2 0 7 2 2 8 ， j a n m a r ，1 9 9 9 【1 5 c r g i l e s ，e d e s u r v i r e ， m o d e l i n ge r b i u m d o p e df i b e ra m p l i f i e r s , j l i g h w a v e t e c h n 0 1 ，v 0 1 9 ，19 9 1 ，p p 2 7 1 【1 6 】d u r h u u st ，m i k k e l s e nb ，j o e r g e n s e n c ，e ta 1 ，“a l l o p t i c a lw a v e l e n g t h c o n v e r s i o n 6 - 北京邮电大学硕士论文第一章序占 b y s e m i c o n d u c t o r o p t i c a la m p l i f i e r s ，”j l i g h t w a v et e c h n 0 1 ，v 0 1 1 4 ，1 9 9 6 ，p p 9 4 2 9 5 4 17 】j p r l a c e y ，gj p e n d o c k ，r s t u c k e r ，”g i g a b i t p e r s e c o n da l l o p t i c a l 13 0 0 一r u nt o15 5 0 - n n w a v e l e n g t hc o n v e r s i o nu s i n gc r o s s - p h a s e m o d u l a t i o ni na s e m i c o n d u c t o ro p t i c a la m p l i f