全光通信网(总复习)

1、复习讲座，全光通信网，执行摘要，总结全光通信网的关键网元，光交换技术，光传输网技术，WDM自动交换光网络上的IP，1。概述，了解全光网络的概念和特点，了解光网络的热点研究问题、组成和技术发展方向，掌握波分复用系统的工作原理，光网络的基本概念，以及光、光网络(上、光网络)、AON(全光网络)、OTN(光传输网络)，2。光网络的热点研究问题和发展方向，热点研究问题：全光网络组网技术(包括组网设备光交换机、OXC和OADM)、光交换技术、光传输网络技术、光传输网络技术、光网络的组成：光域交换/路由光传输系统的光节点。技术发展方向：IP层和光层的智能集成，即光网络和数据网络的集成，光网络向智能化发展。

2、1.概述，3。光网络的发展历史，第一代光网络以SDH为代表：点对点WDM传输，光只用于实现大容量传输，交换和路由在电气层实现。第二代光网络以OTN为代表，在光层实现交换和路由功能。以ASON为代表的第三代光网络引入控制平面，实现基于信令和策略驱动的动态连接和智能控制。概述，链路传输采用光技术，交换采用电技术；交换粒度：一般为STM-1(155兆字节/秒)，可以添加和删除E1(2兆字节/秒)。第一代光网络：SDH/SONET环网、OXC、OADM DXC、ADM驱动力：光传输容量大幅增加，节点交换容量大幅增加(从Tb/s到Pb/s)；第二代光网络：OTN、OXC、OADM路由器驱动力：动态带宽分

3、配、综合智能控制水平。第三代光网络：智能光网络，WDM技术的出现，WDM :波分复用(WDM)在一根光纤中同时传输多通道不同波长光载波的信号，4。WDM系统的工作原理，1。概述，使用WDM(多路复用器)在发送端将不同波长的信息光载波组合起来，并将其发送到一根光纤中进行传输。2.全光通信网络的关键网元，光交换光交叉连接设备，光分插复用器，1。光开关，了解光开关的应用范围、分类和主要性能指标，了解微机电系统光开关的工作原理，了解MZI热光开关的应用范围和分类，及其应用范围：光网络保护交换系统、光纤测试中的光源控制、光器件测试、OXC设备交换核心、光分插复用器等。分类：根据不同的工作原理，可分为机械

4、式和非机械式。机械光开关：光路通过光纤或光学元件的运动而打开或关闭。非机械光开关：通过电光效应、磁光效应、声光效应和热光效应改变波导的折射率，从而改变光路，完成开关功能。1.光开关、光开关的主要性能指标、常用光开关：微机电系统、热光开关、声光开关、液晶光开关、喷墨气泡光开关、全息光开关、液体光栅光开关、半导体光开关等。交换矩阵的性能指标：交换矩阵的大小、交换速度、损耗、交换粒度、无阻塞特性、升级能力和可靠性。1.光开关，单个光开关的性能参数，以及微机电系统光开关的工作原理。在硅晶体上可以制作几个微小的透镜，活动微镜在静电力或电磁力的作用下可以上升、下降、旋转或移动，从而改变输入光的传播方向，实

5、现光路的通断功能。1.光开关，二维微机电系统光开关原理图，二维微机电系统开关需要N2微镜来完成神经网络自由空间光交叉连接，1。光开关，3dB定向耦合器，1，2，1，1 (p)，1，2 (-p)，2 (-p/2)，1 (-p/2)，2未加热时交叉连接，加热时并联连接，相变。MZI热光开关的工作原理，1。光开关，如果信号从I1端输入，O1端和O2端输出的透射率分别为：双MZI热光开关，2。光交叉连接设备，了解OXC的主要功能，了解OXC的基本结构和工作原理，了解OXC的主要性能，并了解几种主要的OXC结构。、1 23 4、1 23 4、1 23 4、1 23 4、1 23 4、1、2、3、4、1、

6、2、3、4、光交叉连接、分插复用和带宽管理、保护和恢复由五个功能模块组成：输入部分、光交叉连接部分、输出部分、控制和管理部分以及本地上下服务接口。输入部分包括放大器EDFA和波长解复用DMUX，它们放大和分离每个光纤上的光信号，并将它们发送到交叉连接矩阵。功率均衡器的功能是平衡不同衰减的光波长信号的功率，从而减少不同光波长之间的干扰。控制管理部分是一个电子设备，通过信令协议接收用户和网络管理系统的请求，完成自动保护倒换、连接分配、波长路由等功能。OXC的基本结构和原理，OXC的主要性能指标，交叉连接容量的信道特性，分块模块化连接的时间广播容量成本。光交叉连接设备，OXC的主要性能，交叉连接容量

7、：大小取决于OXC的端口数量。Mems: 1，296 * 1，296个端口，每个端口40个波长，每个波长40Gbit/s，因此总交叉容量为1，296 * 40 * 40 gbit/s=2.07 pbit/s。通道特性：是仅支持波长通道还是支持虚拟波长通道，反映OXC的连通性。阻塞交叉连接结构可以由严格非阻塞、可重构非阻塞和阻塞组成。模块化：当业务量增加时，节点吞吐量只能通过添加模块来扩展，而不改变现有的OXC结构连接。链接模块化：节点的输入/输出链接的数量可以增加，而不改变现有的OXC结构，除了增加新的模块；波长模块化：除了增加新的模块外，在不改变现有OXC结构的情况下，每个链路中复用波长的数

8、量可以增加。、光纤交叉连接、波长交叉连接、小波交叉连接、F1、Fn、F1、Fn、输入、F、ODUk、输出、具有多层OXC结构，带空间光开关：不带波长转换功能的OXC，带波长转换功能的OXC，共享波长转换器的OXC结构，2。光交叉连接设备，几种主要的OXC结构，基于可调谐滤波器的OXC结构，2。光学交叉连接设备，3。光分插复用器，了解OADM的主要功能，了解OADM的主要指标，了解几种常用的OADM结构，了解几种主要的ROADM，3，3。光分插复用器，oadm的主要功能，OADM的主要指标，容量，业务接入和汇聚能力，各种粒度的业务调度能力，保护交换能力的模块化支持，色散管理能力，几种常用OADM

9、的网络管理能力，OADM型光开关：利用光开关动态选择上/下波长，OADM型光开关节点工作原理图，几种常用oadm，阵列波导光栅型oadm:首先，利用AWG复用和解复用功能，加上光开关， 可以实现任意一条或多条波长上/下路径，几种常用的OADM，光纤光栅和光环行器的OADM:利用光纤光栅的波长选择性阻断功能，只能任意选择一条波长上/下路径，OADM基于FBG和MZI光开关，OADM基于MZI-FBG，新的4波OADM结构基于FBG，3。 光交换技术，了解当前光交换技术的分类和发展，理解和掌握空时光交换和时时光交换的原理，了解光分组交换和光突发交换的基本概念和原理，了解光分组交换和光突发交换的关键

10、技术，光交换不受探测器和调制器等光电器件速度的限制，大大提高交换节点的吞吐量。不需要光/电/光转换，这降低了交换节点的成本。它对比特率、调制方式和通信协议透明，具有良好的升级能力。3.光交换技术，1。光交换技术的分类和发展，工作原理：光路交换和光分组交换(OPS技术、OBS技术和OMPLS/GMPLS技术)复用方法：空时光交换、空时光交换、波光交换、码光交换和复合光交换。从光电路交换到光分组交换，从电控光交换到全光交换。光路切换，在传输数据之前，有必要建立光连接路径(专用光纤线路或光多路复用线路上的信道)。优点：控制相对简单，不需要为每个IP包找到路由。此外，光路建立后，业务时延小，丢包率很低

11、，可以保证业务的服务质量要求。，选择容量和路径/下一跳，光分组交换，其中用户信息以分组为单位进行交换和传输，并且用户信息被光调制以形成一个。通过逐个检查分组报头的标签，获得路由信息，并且搜索空闲路由并将其发送到目的地。1、2、3、1、2、3、1、2、3、(a)交叉连接(1000乘1000，ms交换时间)、1、2、3、1、2、3、1、2、3、(b)分组交换(64x64，具有ns交换时间)、2、2、4、3、4、3、光路交换和光分组交换，五个src/dest对电路时空光开关，功能：改变光信号在空间的传输路径。基本原理：门阵列开关由光开关组成，通过控制开关矩阵的状态，使输入端的任何通道与输出端的任何通

12、道相连或断开。主要性能指标：基本光开关数量和集成、阻塞、光路损耗、信噪比；3.光交换技术，几个空时光交换网络，绝对无阻塞：任何输入线路都可以连接到任何未占用的输出线路，无需特殊的交换算法。通用非阻塞型：通过使用特殊的交换算法，任何输入线路都可以连接到任何未占用的输出线路。可重新配置的非阻塞型：在重新调整现有连接后，任何输入线路都可以连接到任何未占用的输出线路。阻塞类型：尽管输入和输出线路空闲，但由于交换网络的内部结构，它们之间的连接无法建立。一个严格无阻塞的空中光交换网络可以将任何输入线路连接到任何未占用的输出线路，而不需要特殊的交换算法。时空光交换以时分复用为基础，利用时隙交换原理实现交换功

13、能。也就是说，复用光信号的时间位置t1被转换成时间轴上的另一个时间位置t2。时分复用是将时间分成帧，每帧分成N个时隙，分配给N个信号，然后将这N个信号复用到光纤上，接收端的解复用器恢复每个信道的原始信号。时隙交换，即时分复用帧中每个时隙的信号被交换。首先，时分复用信号通过解复用器，同时，某一时隙的信号在解复用器的每条输出线上依次传输；然后这些信号通过不同的光学延迟装置获得不同的延迟时间；最后，这些信号用多路复用器重新组合。时分交换原理图、保护时隙、保护时隙、路由标志、负载同步位、包头同步位、时隙T: 1.646s=128字节(包头为622 mbit/s)。64.3ns、26ns、64.3ns、

14、有效负载1311ns、时间、保护时隙用于补偿光设备的切换时间、节点处有效负载的可能抖动以及网络节点接口处同步单元有限的冲突解决能力。有效载荷比特率在某种程度上是透明的(可变比特率)。光分组的固定时隙长度可以简化同步操作。2.5-10G，透明光分组帧格式；4.光分组交换、光分组的预放大和同步、有效载荷定位和缓冲、报头提取等。负责冲突解决、报头插入、输出同步、信号放大、光分组路由、上行/下行、冲突解决等。它确定节点的交换速率、吞吐量和可伸缩性，并分析和判断报头信息。发出同步和切换路由控制信号，控制输入模块和切换矩阵，生成新的报头信息输入到输出模块。3.光交换技术，在光突发交换中，首先在控制波长上发

15、送控制分组(连接建立)，然后在另一个不同的波长上发送突发数据。突发数据总是在光域中从源节点传输到目的节点，并且控制分组需要被转换成光/电/光，并在每个节点进行电处理。光突发交换，光突发交换标准和BCP传输模式，光突发交换网络数据和控制分离，光突发交换的基本思想是将数据分组的传输与控制分组分开，提前发送控制分组，为后续的数据分组预留资源，并建立传输路径。光突发交换边缘路由器负责数据分组的收集和分发，检测数据分组的源/目的地地址和服务级别，将它们分类并组装成突发分组BDP，并生成相应的控制分组BCP。光突发交换核心节点由交叉连接和控制机制组成。控制机制负责发送和接收BCP消息，并根据BCP内容，与交叉连接机制合作预留资源，为即将到来的BDP建立光突发连接路径。光突发交换网络入口边缘路由器的功能结构，光突发交换网络核心路由器的结构，分组(a)与突发(b)交换，3。光交换技术，(1)中等粒度：光突发交换的粒度介于光突发交换和光突发交换之间，比光突发交换更细，比光突发交换更粗。其交换粒度(即突发长度)通常为毫秒级，因此很容易满足光开关对交换的要求。