王春华光通信与全光网

2020年5月20日5时37分,1,高速光通信与全光网,2012-2013(冬)通信学院王春华,2020年5月20日5时37分,2,光纤的通信发展历程光纤传输技术全光网技术,2020年5月20日5时37分,3,1.光通信的发展历程,1873年，美国人莫尔斯发明了电报，用电传输了文字信息；1876年，美国人贝尔发明了电话，用电传输了声音；1924年，英国人贝尔德发明了电视机，用电传输了图像；1946年，美国美国宾夕法尼亚大学，电子计算机。电报、电话和电视都是用无线电或有线电传输信息，电通信作为信息传输的有效通道，一直沿用了一个多世纪。,20世纪-电子世纪21世纪-光子世纪,光子技术将带来一场超过电子技术的产业革命.光子技术的应用:（1）作为光子发生与控制的激光技术和产业。（2）运算速度更快的光子计算机。（3）存储量大的光存储技术。（4）代替现行通信方式光通信。（5）全息光技术。,2020年5月20日5时37分,4,1.2通信传输媒介分类及相应波段划分,101,107,102,106,103,105,104,104,105,103,106,102,107,101,108,100,109,10-1,1010,10-2,1011,10-3,1012,10-4,1013,10-5,1014,10-6,1015,ELF,VF,VLF,LF,MF,HF,VHF,UHF,SHF,EHF,自由空间波长，m,频率，Hz,频段划分,传输介质,有线：光纤（频率很高1014，载波能力强）铜线（同轴线、屏蔽与非屏蔽双绞铜线）无线：微波、无线,光纤,同轴电缆,双铰线,2020年5月20日5时37分,5,光纤传输的容量,15301675nm,1260,单纤全部可用频段为400nm，单根纤芯可传500个波长若每波长信道速率40Gb/s,单根纤芯可传20Tb/s,0.2dB,0.3dB,500路x40Gb/s=20Tb/s,2020年5月20日5时37分,6,10Gb/s能作什么？,1.ASCIICharacter(8bit)109Char./s(1000books)2.语音信道(64Kb/s)155,000Channels3.高清电视(60Mb/s)160Channels压缩后(20Mb/s)500Channels4.GigabitEthernet(1Gb/s)8Channels,2020年5月20日5时37分,7,光纤的优点:,近乎无限的带宽（没有光纤就没有当今的信息高速公路)低损耗（摩尔定律（数量级/18month.),2020年5月20日5时37分,17,全光网系统,2020年5月20日5时37分,18,2020年5月20日5时37分,19,NationalBackboneProvider,e.g.BBN/GTEUSbackbonenetwork,2020年5月20日5时37分,20,光纤究竟敷设到那里？-到家门口，到桌面！FTTHWAN+MAN+LAN,I,n,t,e,r,n,e,t,L,e,a,s,e,d,L,i,n,e,S,e,r,v,i,c,e,N,o,d,e,s,F,r,a,m,e,/,C,e,l,l,R,e,l,a,y,I,n,t,e,r,a,c,t,i,v,e,V,i,d,e,o,T,e,l,e,p,h,o,n,e,O,N,U,FTTH,O,p,t,i,c,a,l,F,i,b,e,r,TP,ADSL,O,L,T,O,N,U,O,N,U,N,T,N,T,O,N,U,PassiveOpticalSplitter,FTTx,Ops,业务节点,FTTB,FTTC,FTTCab,Coax,HFC,2020年5月20日5时37分,21,全光网地域分布,2020年5月20日5时37分,22,Point-to-PointFibreTransmission,DenseWavelengthDivisionMultiplexing,DWDM+OpticalADMs,DWDM+OADMs+OXCs,AllOpticalNetworks,全光网的演进,2020年5月20日5时37分,23,光网的演进方向,1stGeneration:物理层上光纤传输取代电传输SONET(synchronousoptical)inTDMGbitEthernet，FTTH，etc.2ndGeneration:光交换和光波长复用WDMWDM环波长路由网络（节点以波长为单位交换路由）3thGeneration:光包交换（全光处理+光包交换）,2020年5月20日5时37分,24,现在大多数光纤网络中,只是在点-点传输;节点交换与包头处理-电处理;正向全光传输,全光节点交换与处理方向发展.,Links-光纤,Nodes-O/E/O光?,Source:Master7_7,光组网技术,2020年5月20日5时37分,25,每个节点需要(OEO)转换速度远低于传输速度,SDHOpticalOut,SDHT/X,SDHR/X,Electricallevels,SDHOpticalin,SDHT/X,SDHR/X,Electricallevels,SDHOpticalin,SDHOpticalOut,SDHProc.&Switching,SDHNode,O/E/O节点处理的缺点,2020年5月20日5时37分,26,光传输+光节点交换交换不再是OEO,而是OOO转换但是控制依然电控光处理可能，但应用在大交换粒度的情况下:即framebitinterval信号在边远节点转换回电信号,Source:Master7_7,OpticalNetwork,OXC:OpticalCrossConnectOADM:OpticalAdd-dropmultiplexer,现有的光组网,2020年5月20日5时37分,27,All-OpticalSwitching,光波长交叉互联(OXC)波长交换路由(WRS),2020年5月20日5时37分,28,光空间交换,2020年5月20日5时37分,29,允许波长粒度的上下路复用,WDM波长上下路分插复用,2020年5月20日5时37分,30,1,3,2,1,3,2,Demux,Mux,DropWavelengths,AddWavelengths,InputCirculator(IC),OutputCirculator(OC),InputFibreGratings(IFG),OutputFibreGratings(OFG),DWDMout,DWDMin,OADM光上下路分插复用器,2020年5月20日5时37分,31,光波长变换(WC),NoWC,WithWC,2020年5月20日5时37分,32,Source:Master7_7,OADM,OADM,OADM,OADM,Wavelengths1234,1234,1234,1234,NodeA,NodeD,NodeB,NodeC,Notewavelengthreuseofbluewavelength(no.3),linksNodeAandBaswellasNodeCandA,OADM:OpticalAdd-DropMultiplexer,SimpleOpticalNetworkExample,2020年5月20日5时37分,33,Point-to-PointFibreTransmissi