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超高速：光交换/光路由铸就全光网络

IT知识

网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术 ， 它把互联网上分散的资源融为有机整体 ， 实现资源的全面共享和有机协作 ， 使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息 。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等 。当前的互联网只限于信息共享 ， 网络则被认为是互联网发展的第三阶段 。原创作者：烽火通信科技股份有限公司副总裁 李广成 随着社会的进步 ， 可以极大丰富和改善人们通信效果和质量的宽带视频、多媒体业务、基于IP的实时/准实时业务等新兴数据业务的社会需求不断增长 。由于新兴业务占用的带宽资源较多 ， 高速宽带综合业务网络已成为本世纪通信网络的发展趋势 。光纤具有巨大的带宽 。在1.55μm波长附近200nm范围内 ， 传输损耗较低 。由公式f = c/λ ， 其中f为频率、λ为波长、c = 3×108m/s 为光速 ， 可得知200nm的对应带宽约为25THz（1THz=1012Hz） 。在1.3μm波长附近 ， 也有约25THz可利用的带宽 。这样 ， 一根光纤可提供的理论传输带宽约为50THz 。但是 ， 目前串行电信号传输速率上限为40Gbps ， 即使用此速率在光纤上传输 ， 也仅利用了光纤容量的千分之一 。在众多的网络技术实现方案中 ， 基于电子技术的网络方案由于受限于器件工作上限速率40G ， 难以完成高速宽带综合业务的传送和交换处理 ， 网络中还会出现带宽“瓶颈” 。只有基于光纤的全光网络方案能提供高速、大容量的传输及处理能力 ， 打破信息传输的“瓶颈” ， 可以在很长的时间内适应高速宽带业务的带宽需求 。全光网络（全光通信网络）是指光信息流在网络中的传输及交换时始终以光的形式存在 ， 而不需要经过光/电、电/光变换 。也就是说 ， 信息从源节点到目的节点的传输过程中始终在光域内 ， 波长成为全光网络的最基本积木单元 。由于全光网络中的信号传输全部在光域内进行 ， 因此 ， 全光网络具有对信号的透明性 ， 它通过波长选择器件实现路由选择 。全光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性 ， 成为下一代高速（超高速）宽带网络的首选 。【超高速：光交换/光路由铸就全光网络】全光网络具有如下优点： 1) 提供巨大的带宽 。2) 与无线或铜线比 ， 处理速度高且误码率低 。3) 采用光路交换的全光网络具有协议透明性 ， 即对信号形式无限制 。允许采用不同的速率和协议 ， 有利于网络应用的灵活性 。4) 全光网中采用了较多无源光器件 ， 省去了庞大的光/电/光转换工作量及设备 ， 提高网络整体的交换速度 ， 降低了成本并有利于提高可靠性 。在理想的全光网中 ， 信号的交换、选路、传输和恢复等所有功能都以光的形式进行 。目前的全光网络并非是整个网络的全部光学化 ， 而是指光信息流在传输和交换过程中以光的形式存在 ， 用电路方法实现控制部分 。从当前光电子元器件的现状和发展趋势来看 ， 力图实现整个网络的全光化是不现实也是不必要的 。全光网络主要由核心网、城域网和接入网三层组成 ， 三者的基本结构相类似 ， 由DWDM系统、光放大器、OADM(光分插复用器)和OXC(光交叉连接设备)等设备组成 。全光网络有星形网、总线网和树形网3种基本类型 。全光网络的相关技术主要包括光交换/光路由（全光交换）、光交叉连接、全光中继和光分插复用等 。光交换/光路由属于全光网络中关键光节点技术 ， 主要完成光节点处任意光纤端口之间的光信号交换及选路 ， 它所完成的最关键工作就是波长变换 。由于实质上是对光的波长进行处理 ， 所以更确切地说 ， 光交换/光路由应该称之为波长交换/波长路由 。全光网络的几大优点如带宽优势、透明传送、降低接口成本等都是通过该技术体现的 。从功能上划分 ， 光交换/光路由、OXC、OADM是顺序包容的 。即OADM是OXC的特例 ， 而OXC是光交换/光路由的特例 。由于OXC和光交换/光路由还在发展之中 ， 目前对光交换/光路由的命名比较混乱 。有的公司把现有的OADM、OXC都称为光交换系列（Optical Switching） ， 有的又称之为光路由器（Optical Router） 。所以目前的光交换/光路由大多以OXC甚至OADM暂时充当 。

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