第10章光纖通信新技術(shù)new

1、12主要內(nèi)容主要內(nèi)容v 光孤子通信 v 下一代光網(wǎng)絡(luò)v 光交換技術(shù)v 智能光網(wǎng)絡(luò)v 全光網(wǎng)絡(luò)通信v 量子通信技術(shù)3 光孤子光孤子(Soliton)是經(jīng)光纖長距離傳輸后，其幅度和寬度都不變的超短光脈沖(ps數(shù)量級)。 光孤子的形成是光纖的群速度色散和非線性效應相互平衡的結(jié)果。利用光孤子作為載體的通信方式稱為光孤子通信。光孤子通信。 光孤子通信的傳輸距離可達上萬公里，甚至幾萬公里，目前還處于試驗階段。 我們知道，光纖通信的光纖通信的傳輸距離傳輸距離和和傳輸速率傳輸速率受到受到光纖損耗光纖損耗和和色散色散的限制的限制。光纖放大器投入應用后，克服了損耗的限制， 增加了傳輸距離。此時，光纖傳輸系統(tǒng)，尤其

2、是傳輸速率在Gb/s以上的系統(tǒng)，光纖色散光纖色散引起的脈沖展寬，對傳輸速率的限制，成為提高系統(tǒng)性能的主要障礙。成為提高系統(tǒng)性能的主要障礙。4 為了增加傳輸距離，在光纖線路上，每隔一定的距離， 可設(shè)置一個光纖放大器，以周期地補充光功率的損耗。但是多個光纖放大器產(chǎn)生的噪聲累積又妨礙了傳輸距離的增加，因而要求提高傳輸信號的光功率，這樣便產(chǎn)生非線性效應非線性效應。非線性效應對光纖通信有害也有利，事實表明，克服其害還不如利用其利。 光纖非線性效應和色散單獨起作用時，在光纖中傳輸?shù)墓庑盘柖家a(chǎn)生脈沖展寬，對傳輸速率的提高是有害的。但是如果適當選擇相關(guān)參數(shù)，使兩種效應相互平衡，就可以保持脈沖寬度不變， 因而

3、形成光孤子。 5 10.1.1 光孤子的形成光孤子的形成 在討論光纖傳輸理論時，假設(shè)了光纖折射率n和入射光強(光功率)無關(guān)，始終保持不變。這種假設(shè)在低功率條件下是正確的，獲得了與實驗良好一致的結(jié)果。然而，在高功率條件下，折射率n隨光強而變化，這種特性稱為非線性效應非線性效應。6 在強光作用下，光纖折射率n可以表示為 n=n0+ |E|2 2n式中，E為電場，n0為E=0時的光纖折射率，約為1.45。這種光纖折射率n隨光強|E|2而變化特性，稱為克爾克爾(Kerr)效應效應， =10-22(m/V)2，稱為克爾系數(shù)。雖然光纖中電場較大， 為106(V/m)，但總的折射率變化n=n-n0= |E|

4、2還是很小(10-10)。即使如此，這種變化對光纖傳輸特性的影響還是很大的。2n2n7 10.1.2 光孤子通信系統(tǒng)的構(gòu)成和性能光孤子通信系統(tǒng)的構(gòu)成和性能 光孤子源產(chǎn)生一系列脈沖寬度很窄的光脈沖，即光孤子光孤子流流，作為信息的載體進入光調(diào)制器， 使信息對光孤子流進行調(diào)制。被調(diào)制的光孤子流經(jīng)摻鉺光纖放大器和光隔離器后，進入光纖進行傳輸。 為克服光纖損耗引起的光孤子減弱，在光纖線路上周期地插入EDFA， 向光孤子注入能量，以補償因光纖傳輸而引起的能量消耗，確保光孤子穩(wěn)定傳輸。在接收端，通過光檢測器和解調(diào)裝置，恢復光孤子所承載的信息。8孤子源孤子源調(diào)制調(diào)制脈沖源脈沖源EDFA隔離器隔離器探測探測光纖

5、傳輸系統(tǒng)光纖傳輸系統(tǒng)EDFAEDFAEDFA(a) 光孤子通信系統(tǒng)光孤子通信系統(tǒng) 9 光孤子源光孤子源是光孤子通信系統(tǒng)的關(guān)鍵。是光孤子通信系統(tǒng)的關(guān)鍵。要求光孤子源提供的脈沖寬度為ps數(shù)量級，并有規(guī)定的形狀和峰值。光孤子源有很光孤子源有很多種類，主要有摻鉺光纖孤子激光器、多種類，主要有摻鉺光纖孤子激光器、 鎖模半導體激光器等鎖模半導體激光器等 。 目前，光孤子通信系統(tǒng)已經(jīng)有許多實驗結(jié)果。例如，對光纖線路直接實驗系統(tǒng)，在傳輸速率為10 Gb/s時，傳輸距離達到1000 km；在傳輸速率為20 Gb/s時， 傳輸距離達到350 km。 對循環(huán)光纖間接實驗系統(tǒng)(參看圖7.37(b)，傳輸速率為2.4

6、Gb/s，傳輸距離達12 000 km；改進實驗系統(tǒng)，傳輸速率為10 Gb/s，傳輸距離達106 km。 10下一代網(wǎng)絡(luò)（下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN,Next Generation NetworkNGN,Next Generation Network）是以軟交換為中心，以智能OTN為光傳輸?shù)拈_放的寬帶IP網(wǎng)絡(luò)，是一種綜合、開放的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。從業(yè)務(wù)上看，應支持話音和視頻業(yè)務(wù)及多媒體業(yè)務(wù)從網(wǎng)絡(luò)上看，在垂直方向應包括業(yè)務(wù)層和傳送層，在水平方向應覆蓋核心網(wǎng)和邊緣網(wǎng)。是一個極其松散定義的術(shù)語，泛指不同于目前的數(shù)據(jù)為中心的融合網(wǎng)絡(luò) 如果特指業(yè)務(wù)層則下一代網(wǎng)絡(luò)指下一代業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)， 如果特指傳送層，則下一代網(wǎng)絡(luò)指下一代傳

7、送網(wǎng)絡(luò)。 泛指的下一代網(wǎng)可以指兩者，也可單指下一代業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。下一代網(wǎng)絡(luò)應該是因特網(wǎng)與電信網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，即IP十QoS=NGN11NGNNGN的特點的特點業(yè)務(wù)節(jié)點將是基于軟交換的體系；業(yè)務(wù)節(jié)點將是基于軟交換的體系；傳送網(wǎng)絡(luò)將是自動交換傳送網(wǎng)傳送網(wǎng)絡(luò)將是自動交換傳送網(wǎng)(ASTN)(ASTN)；城域網(wǎng)技術(shù)將是多業(yè)務(wù)傳送平臺城域網(wǎng)技術(shù)將是多業(yè)務(wù)傳送平臺(MSTP)(MSTP)移動通信將是移動通信將是3G3G和超和超3G3G技術(shù)技術(shù) 協(xié)議將是協(xié)議將是IPv6IPv612Optical(Photonic Network)ATMSDHIPIPOptical(Photonic Network)SDHIPOpt

8、ical(Photonic Network)MPLS網(wǎng)絡(luò)的分層及其演化光傳送網(wǎng)的功能：為透明傳送光傳送網(wǎng)的功能：為透明傳送SDHSDH、PDHPDH、ATMATM、IPIP等業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)信號提供光通道。信號提供光通道。13光傳輸段層光傳輸段層OTSOTS 光復用段層光復用段層OMSOMS 光信道層光信道層OCHOCH ( (沒有沒有 虛道層虛道層 虛道層虛道層 電路層電路層 電路層電路層 PDHPDH通道層通道層 SDHSDH 通道層通道層 電復用段層電復用段層 電復用段層電復用段層 光傳送網(wǎng)絡(luò)光傳送網(wǎng)絡(luò) 電路層電路層 通道層通道層 復用段層復用段層 再生段層再生段層 SDHSDH網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)物理層

9、物理層( (光纖光纖) )物理層物理層( (光纖光纖) )IP業(yè)務(wù)的傳送IP包封成光分組、光通路連接信息適配、光通路監(jiān)控光分組的復用、段信息適配、段監(jiān)控在光纖介質(zhì)上提供傳輸功能IPIP層層 采用波長交換路由技術(shù)光信道層光信道層 需要有全光交換技術(shù)、全光路由等；光復用段層光復用段層 需采用光波復用技術(shù)，如OCDMOCDM、OTDMOTDM、DWDMDWDM；光傳輸段層光傳輸段層 需解決光信號的放大、色散管理。IP頭處理、分段、轉(zhuǎn)發(fā)（光域）14由于IP業(yè)務(wù)量本身的不確定性和不可預性、自相似性和不對稱性，IP業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的動態(tài)分配要求越來越迫切。傳統(tǒng)的主要靠人工配置網(wǎng)絡(luò)連接,原始方法耗時費力，不僅

10、難以適應現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和新業(yè)務(wù)提供拓展的需要，也難以適應市場競爭的需要。自動交換傳送網(wǎng)(ASTN)：能夠自動完成網(wǎng)絡(luò)連接以O(shè)TN為基礎(chǔ)的ASTN稱為自動交換光網(wǎng)絡(luò)ASON （簡稱智能光網(wǎng)絡(luò)）。引入動態(tài)交換是傳送網(wǎng)概念重大突破，是傳送網(wǎng)一次革命15現(xiàn)狀：現(xiàn)狀：全光網(wǎng)（全光網(wǎng)（AONAON）: :光信息流在通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸及交換時光信息流在通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸及交換時始終以光的形式存在，不需要經(jīng)過始終以光的形式存在，不需要經(jīng)過O/E/OO/E/O。光域?qū)崿F(xiàn)放大、整形、時鐘提取、波長變換等十分困難光域?qū)崿F(xiàn)放大、整形、時鐘提取、波長變換等十分困難無法在光域上增加開銷對信號進行監(jiān)視，管理和維護還無法在光域上增加開

11、銷對信號進行監(jiān)視，管理和維護還必須依靠電信號進行必須依靠電信號進行不能組成全球性全國性的網(wǎng)以實現(xiàn)全網(wǎng)內(nèi)的波長調(diào)度不能組成全球性全國性的網(wǎng)以實現(xiàn)全網(wǎng)內(nèi)的波長調(diào)度和傳輸和傳輸目前的光傳送網(wǎng)目前的光傳送網(wǎng)智能性智能性很低，大部分采用的都是固定的很低，大部分采用的都是固定的光鏈路連接模式，對高速帶寬的指配基本上是靜態(tài)的，不能光鏈路連接模式，對高速帶寬的指配基本上是靜態(tài)的，不能滿足可預見的客戶層需求。滿足可預見的客戶層需求。光傳送網(wǎng)絡(luò)的全光化和智能化光傳送網(wǎng)絡(luò)的全光化和智能化16主要發(fā)展趨勢：主要發(fā)展趨勢： 組網(wǎng)方式組網(wǎng)方式開始從簡單的點到點傳輸向光層聯(lián)網(wǎng)方開始從簡單的點到點傳輸向光層聯(lián)網(wǎng)方式前進，改進

12、組網(wǎng)效率和靈活性；式前進，改進組網(wǎng)效率和靈活性； 光聯(lián)網(wǎng)將從靜態(tài)聯(lián)網(wǎng)開始向智能化動態(tài)聯(lián)網(wǎng)方向光聯(lián)網(wǎng)將從靜態(tài)聯(lián)網(wǎng)開始向智能化動態(tài)聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，改進網(wǎng)絡(luò)響應和生存性是未來發(fā)展的一項主要發(fā)展，改進網(wǎng)絡(luò)響應和生存性是未來發(fā)展的一項主要任務(wù)；任務(wù)； 智能網(wǎng)絡(luò)對于運營商在競爭中推出與眾不同的服智能網(wǎng)絡(luò)對于運營商在競爭中推出與眾不同的服務(wù)，以及節(jié)省運營開支起著至關(guān)重要的作用。務(wù)，以及節(jié)省運營開支起著至關(guān)重要的作用。 17能能功功絡(luò)絡(luò)網(wǎng)網(wǎng)時間時間1996201020002005WDM點到點傳輸OADM具有靜態(tài)光上下路功能的W D M點 到 點傳輸DWDM點到點傳輸OADMOADMOADMOADM具有動態(tài)光上下

13、路功能的D W DM傳 送 網(wǎng)OADMOADMOADMOXC具有動態(tài)光上下路和靜態(tài)光交叉互連功能的D W D M 傳送網(wǎng)OADMOADMOXCOXCOADMOADMOADMOADMOADMOXCOADMOADMOADM全動態(tài)光上下路/ 光交叉互連D W D M傳 送 網(wǎng)OADM具有靜態(tài)光上下路功能的D WDM點 到點傳輸18光交換：對送來的光信號直接進行交換，無需光光交換：對送來的光信號直接進行交換，無需光/ /電電/ /光變換光變換實現(xiàn)全光通信的關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)全光通信的關(guān)鍵技術(shù)n 光的“電路”交換（OCS:Optical Circuit Switching） 空分光交換 時分光交換 波分/頻分

14、光交換 碼分光交換 n 光分組交換（OPS: Optical Packet Switching） ATM光交換 IP包光交換 光突發(fā)交換n 復合光交換：采用兩種或多種交換方式 19空分光交換（Space Division Optical Switching）技術(shù)是指通過控制光選通元件的通斷，實現(xiàn)空間任意兩點（點到點、一點到多點、多點到一點）的直接光通道連接。實現(xiàn)的方法是通過空間光路的轉(zhuǎn)換加以實現(xiàn)，關(guān)鍵器件：光開關(guān)及相應的光開關(guān)陣列矩陣。 光耦合器 呼叫處理中心 用戶 監(jiān)控電路 88 光開關(guān)矩陣 光耦合器用戶用戶光耦合器20時分光交換（Time Division Optical Switchin

15、g）是以時分復用為基礎(chǔ)，用時隙互換原理來實現(xiàn)交換功能。時隙互換是指把N路時分復用信號中各個時隙的信號互換位置。時分光交換中最核心的工作是將時分復用信號順序地存入存儲器并將經(jīng)過時隙互換操作后形成的另一時隙陣列順序地取出。關(guān)鍵器件：光開關(guān)和光存儲器 1 2 . N1 2 . N 1 2 N時隙 幀 輸出 復接器 1 2 4 3 3 4 4 3 1 1 延遲 2 2 延遲 延遲 延遲 4 1 3 2 輸入 1 2 3 4 1 2 3 4 分接器分接器復接器時分復用原理時隙互換原理等效的空分交換21波分光交換（Wavelength Division Optical Switching）技術(shù)是以波分復用

16、原理為基礎(chǔ)，結(jié)合空分光交換技術(shù)，通過波長選擇或波長變換的方法實現(xiàn)交換功能關(guān)鍵器件：光交叉連接器（OXC）和光波長轉(zhuǎn)換器。 波長變換法交換波長選擇法交換每個空分交換機可能提供的連接數(shù)為NN，故整個交換機可提供的連接數(shù)為N2W。每個空分交換機可能提供的連接數(shù)為NWNW，故整個交換機可提供的連接數(shù)為N2W2。22碼分光交換的原理就是將某個正交碼上的光信號交換到另一個正交碼上，實現(xiàn)不同碼字之間的交換。在光碼分復用多址(OCDMA)網(wǎng)絡(luò)中，每個用戶都分配有一個惟一的地址碼，可以用來進行地址識別、路由選擇，即可利用用戶的地址碼實現(xiàn)全光自路由和光交換光碼分交換原理 23光分組交換(OPS)：從信源到信宿的過

17、程中數(shù)據(jù)包的凈荷部分都保持在光域中，而依據(jù)交換/控制的技術(shù)不同，數(shù)據(jù)包的控制部分(開銷)可以在中間交換節(jié)點處經(jīng)過或不經(jīng)過O/E/O變換。目前解決方案：傳輸與交換在光域?qū)崿F(xiàn)，路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能以電的方式實現(xiàn)。 光分組交換完成功能：選路；流量控制與競爭解決方案；同步分組頭的產(chǎn)生/插入光分組交換具有巨大的競爭力：光分組交換具有大容量、數(shù)據(jù)率和格式的透明性、可配置性等特點光分組交換把大量的交換業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到光域?qū)崿F(xiàn)，能實現(xiàn)交換容量與WDM的傳輸容量相匹配。光分組技術(shù)與OXC、MPLS等新興技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化與資源的合理利用。24 ION（智能光網(wǎng)絡(luò)）：在光路由和信令控制下完成自動交換連接功能的新一代的

18、光網(wǎng)絡(luò)，是一種具備標準化智能的光傳送網(wǎng) ASON(自動交換光網(wǎng)絡(luò))的關(guān)鍵技術(shù)指在專門信令網(wǎng)控制之下完成光傳送網(wǎng)內(nèi)光網(wǎng)元連接的、具有自動交換功能的一種新型網(wǎng)絡(luò)，可以被看作是新一代光傳送網(wǎng)或下一代光傳送網(wǎng)，目前已成為光通信領(lǐng)域研究的熱點之一。 ASONOTN+標準化智能n 可以動態(tài)分配光通路n 實現(xiàn)端到端連接的保護和恢復n 實現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)元與光層網(wǎng)元的控制協(xié)調(diào)，將光網(wǎng)絡(luò)資源與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分布自動地聯(lián)系起來25ABCTMN請求建立請求建立的通道的通道網(wǎng)絡(luò)操作者網(wǎng)絡(luò)操作者用戶用戶用戶用戶傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的通道建立方式：通過網(wǎng)管系統(tǒng)人工配置26TMN 連接建立連接建立 連接拆除連接拆除AB TMN for O&am

19、p;MLERLERLERLERACC 專用記費系統(tǒng)專用記費系統(tǒng)通道的自動建立：按帶寬需求需建立通道，自動選擇路由ASON: Automatic Switch Optical Network 自動交換光網(wǎng)絡(luò)272000年3月在國際電聯(lián)ITU-T SG13工作會議上正式提出ASON,適應光傳送網(wǎng)OTN的自動化和智能化的發(fā)展ITU-T SGl3命名為ASTN，主要從高層描述ITU-T SGl5命名為ASON，主要從相對細節(jié)的結(jié)構(gòu)描述在ITU-T的20012004研究期由SG15承擔光互聯(lián)網(wǎng)論壇（OIF）主要從用戶節(jié)點接口方面提出業(yè)務(wù)和相關(guān)信令的要求Internet 工程任務(wù)組（IETF）主要從信令和

20、選路方面對自動交換光網(wǎng)絡(luò)進行要求光域業(yè)務(wù)互聯(lián)（ODSI）組加快定義與智能光網(wǎng)絡(luò)的開放式接口28有兩種基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有兩種基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即重疊模型結(jié)構(gòu)和對等模型結(jié)構(gòu)。即重疊模型結(jié)構(gòu)和對等模型結(jié)構(gòu)。 重疊模型重疊模型又稱客戶又稱客戶- -服務(wù)者模型（服務(wù)者模型（ITUITU、光互聯(lián)論壇（、光互聯(lián)論壇（OIFOIF）和光域業(yè)務(wù)互）和光域業(yè)務(wù)互聯(lián)（聯(lián)（ODSIODSI）等支持）。）等支持）。 實施方法實施方法：將光層特定的控制智能完全放在光層獨立實施，無須客戶層干預。光層將成為一個統(tǒng)一、透明、開放的通用傳送平臺，可以為包括IP層在內(nèi)的多種客戶層提供動態(tài)互連。這種模型有兩個獨立的控制平面，一個在核心光網(wǎng)

21、絡(luò)即光網(wǎng)絡(luò)層，另一個在客戶層，兩者之間不交換信息，獨立選路，最大限度地實現(xiàn)了光網(wǎng)絡(luò)層和客戶層的控制分離。 對等模型對等模型也稱集成模型和混合模型（也稱集成模型和混合模型（IETFIETF所支持）所支持） 實施方法實施方法：將光網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)看成一個集成的網(wǎng)絡(luò)，運行同樣的控制層面進程，實現(xiàn)一體化的管理和流量工程。其基本思路是將IP層用于MPLS通道的選路和信令經(jīng)適當修改后直接應用于包括光傳送層在內(nèi)的各個層面的連接控制。2930在光層實現(xiàn)動態(tài)業(yè)務(wù)分配，可根據(jù)業(yè)務(wù)需要提供帶寬，是面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)；具有端對端網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控保護、恢復能力；具有分布式處理功能；與所傳送客戶層信號的比特率和協(xié)議相獨立，可支持多種客戶

22、層信號；實現(xiàn)了控制平臺與傳送平臺的獨立；實現(xiàn)了數(shù)據(jù)網(wǎng)元和光層網(wǎng)元的協(xié)調(diào)控制，將光網(wǎng)絡(luò)資料和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的分布自動地聯(lián)系在一起；與所采用的技術(shù)相獨立；網(wǎng)元具有智能性；（智能配線架、智能光放大器等）可根據(jù)客戶層信號的業(yè)務(wù)等級(CoS)來決定所需要的保護等級。31三個平面：三個平面： 控制平面、傳送平面、管理平面控制平面、傳送平面、管理平面PI：物理接口 I-NNI：內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口 CCI：連接控制接口 NMI-T：網(wǎng)絡(luò)管理接口TUNI：用戶網(wǎng)絡(luò)接口 E-NNI：外部網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口 ISI：內(nèi)部信令接口 NMI-A：網(wǎng)絡(luò)管理接口A 3233 控制層面：利用實時信令和協(xié)議系統(tǒng)，動態(tài)控制OTN的端到端光通道

23、連接（建立、拆除和修改等）。 控制平面的引入是ASON不同于傳統(tǒng)OTN的一個根本點，它包括了一系列實時的信令及協(xié)議系統(tǒng)，負責快速有效地對網(wǎng)絡(luò)中的端到端連接進行動態(tài)控制，如連接的建立、刪除及修改等等。 管理層面：類似OTN網(wǎng)管系統(tǒng)，通過控制層面對ASON進行監(jiān)測和管理。 與傳統(tǒng)OTN中的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、組成結(jié)構(gòu)相當。 傳送層面：系列的傳送實體組成，它是業(yè)務(wù)傳送的通道，可提供端到端用戶信息的單向或者雙向傳輸。 光節(jié)點使用具有智能的光交叉連接(OXC)和光分插復用(OADM)等光交換設(shè)備34 全光網(wǎng)絡(luò)(AON) ：光信息流在通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸及交換時始終以光的形式存在，即信息從源節(jié)點到目的節(jié)點的整個過程

24、中都處在光域內(nèi)，電光轉(zhuǎn)換與光電轉(zhuǎn)換僅僅存在于信源端(發(fā)送端)和接收端。 特點n 帶寬不再受制于電子器件的“瓶頸”極限，能提供更為巨大的帶寬容量n 所有信息處理都在光域進行，節(jié)省成本，提高了系統(tǒng)的可靠性和運行速度n 具有業(yè)務(wù)和協(xié)議透明性，允許采用不同的速率和協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)靈活性高、可擴展性好。35 OADM TM ：終端復用 EMS ：網(wǎng)元管理系統(tǒng) NMS ：網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) 0 1 NOADM WDM-TM 0OXC 0 NMS/EMS WDM-TM基于WDM技術(shù)的全光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（端到端 ）36OADMOADMOADMOADM OADMOADMOADMOADM 接入層光路信號速率： 2.5Gbps 以上

25、816OADM接入網(wǎng)OLS:光線路通信系統(tǒng) 40OXC城域網(wǎng)核心層光路信號速率： 10Gbps 以上 OXC網(wǎng)狀網(wǎng) 自愈環(huán)OADMOADM核心網(wǎng)（長途干線）OLS OLS4080 4080 OXCOLSOLS OXC OLSOADM37光復用充分利用光纖的傳輸帶寬資源，完成各分層網(wǎng)絡(luò)之間的分路、合路與組網(wǎng)。從復用原理來劃分，光復用方式可采用光波分復用、光時分復用和光碼分復用等方式。光交換和路由全光網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵光節(jié)點技術(shù)，主要完成光節(jié)點處任意光纖端口之間的光信號交換及選路。波分復用全光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵工作就是波長變換(WC)從功能上劃分OADM是OXC的特例，OXC是光交換/光路由的特例高速、遠距離傳輸解

26、決光纖線路衰減和光分路損耗導致的光功率下降問題（OA）解決光纖色散和非線性效應導致的脈沖波形展寬問題（色散補償）38光信息處理光交換、光復用、光調(diào)制和光放大等全光信息再生、全光時鐘提取、光集成、光存儲、光計算全光器件高功率、窄譜線、高調(diào)制速率的激光光源低損耗、小色散、更寬傳輸窗口的光纖高速率高靈敏度低噪聲的探測器高性能的光交換/光路由器和光放大器全光通信的一個發(fā)展方向是器件的全光纖化39 利用光在微觀世界中的粒子特性，讓一個個光子傳利用光在微觀世界中的粒子特性，讓一個個光子傳輸輸“0”0”和和“1”1”的數(shù)字信息。的數(shù)字信息。 用量子態(tài)來表示信息是量子信息的出發(fā)點，有關(guān)信息的所有問題都采用量子

27、力學理論來處理。 原理原理n量子態(tài)是信息的載體，量子信息的加工處理歸根到底是一種量子態(tài)的操縱過程 信息傳輸就是量子態(tài)在量子通道中的傳送， 信息處理（計算）是量子態(tài)的幺正變換， 信息提取便是對量子系統(tǒng)實行量子測量。 n量子通信系統(tǒng)的基本部件包括量子態(tài)發(fā)生器、量子通道和量子測量裝置 40亞泊松態(tài)激光器 光纖 信號 信號 量子無破壞檢測 調(diào)制器 光纖 亞泊松激光 規(guī)定電平 QND LD 比較器 量子無破壞（QND）檢測的原理：讓信號光通過光學克爾介質(zhì)，該介質(zhì)具有克爾效應，因而可以使折射率隨著信號的強弱變化而變化。當探測光通過介質(zhì)時，會受到變化的折射率的調(diào)制，將信號轉(zhuǎn)載到探測光上，通過對探測光的解調(diào)，得到原始信號。亞泊松態(tài)激光器的工作原理：激光二極管LD輸出經(jīng)過量子無破壞(QND)檢測，輸出與規(guī)定電平