全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)及其優(yōu)缺點

全光網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)架構(gòu)及其優(yōu)缺點全光網(wǎng)絡(luò)的概念全光通信網(wǎng)就是信號傳輸與交換等主要功能均在光狀態(tài)下進行而不經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換變成電信號的通信網(wǎng)絡(luò)。在全光網(wǎng)絡(luò)中，由于沒有光電轉(zhuǎn)換的障礙，所以允許存在各種不同的協(xié)議和編碼形式，信息傳輸具有透明性，且無需面對電子器件處理信息速率難以提高的困難。全光網(wǎng)絡(luò)，是指信號只是在進出網(wǎng)絡(luò)時才進行電/光和光/電的變換，而在網(wǎng)絡(luò)中傳輸和交換的過程中始終以光的形式存在。因為在整個傳輸過程中沒有電的處理，所以PDH、SDH、ATM等各種傳送方式均可使用，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。全光網(wǎng)絡(luò)(AONAllOpticalNetwork)所謂全\o"光網(wǎng)絡(luò)"光網(wǎng)絡(luò)，是指信號只是在進出網(wǎng)絡(luò)時才進行電/光和光/電的變換，而在網(wǎng)絡(luò)中傳輸和交換的過程中始終以光的形式存在。全光網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)全光網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)主要包括全\o"光交換"光交換、光交叉連接、全光中繼和光復(fù)用/去復(fù)用等。（1）全光交換目前在研究開發(fā)熱光、液晶光和聲光交換機。熱光交換機采用可調(diào)節(jié)熱量的聚合物波導(dǎo)，其交換機制是由分布在聚合物中的薄膜加熱元素控制。當(dāng)電流通過加熱器時改變波導(dǎo)分支內(nèi)的熱量分布，從而改變了折射率，將光從主波導(dǎo)耦合至分支波導(dǎo)中。它的優(yōu)點是體積小、交換速度快；缺點是介入損耗高、串光大，且要求有良好的散熱器。時間為零，這種轉(zhuǎn)換也會增加時延。光技術(shù)鼓吹者說，消除光電轉(zhuǎn)換將使數(shù)據(jù)傳輸速率達到萬億位級。一個經(jīng)常引用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)說\o"光纖"光纖具有25萬億到75萬億位/秒的理論容量，并把這個數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)速率通常以百萬位計的銅線進行比較，體現(xiàn)其優(yōu)勢。但是，這種論點沒有涉及全光網(wǎng)絡(luò)的兩個基本要求：路由和緩沖。現(xiàn)在全光網(wǎng)絡(luò)中沒有路由協(xié)議這類東西。目前，光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行在點到點或環(huán)路拓撲結(jié)構(gòu)中。點到點是指，光脈沖要么由設(shè)備A傳送到設(shè)備B，要么不傳送。如果電纜出現(xiàn)中斷，點到點方式?jīng)]有后備連接。像SONET的自動保護交換這樣的環(huán)路技術(shù)提供了略好一些的冗余性：一旦電纜出現(xiàn)中斷，環(huán)路可以繞過去。而任何更復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu)都需要路由技術(shù)。一些光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)鼓吹者說，路由決策屬于光網(wǎng)絡(luò)的邊緣。的確如此，只要全光網(wǎng)絡(luò)很小并且簡單。如果交換機制造商真正想增加銷售量，他們就需要在他們的設(shè)備中提供更多的智能。全光網(wǎng)絡(luò)的另一主要障礙是找到一種緩沖光的方式。沒有一種光設(shè)備可以像電子設(shè)備緩沖數(shù)據(jù)包那樣減緩光的傳播速度或存儲光。無法緩沖光使得全光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在任何存在擁塞的環(huán)境中不具有實用性。假設(shè)有一臺光網(wǎng)絡(luò)交換機，兩個發(fā)向同一目的地的光脈沖同時到達到這臺設(shè)備。這臺交換機無法緩沖光則將只有拋棄其中一個脈沖。無法緩沖光的情況可能會改變。但是也有人估計，將需要10到50年時間，這項研究才能投入實際應(yīng)用。從網(wǎng)絡(luò)功能上講，全光網(wǎng)絡(luò)將由光核心網(wǎng)和光邊緣網(wǎng)組成。光邊緣網(wǎng)絡(luò)包括城域邊緣網(wǎng)絡(luò)，城域接入與農(nóng)村接入，以及校園、企業(yè)等用戶駐地網(wǎng)絡(luò)；而光核心網(wǎng)絡(luò)則包括城市間骨干核心網(wǎng)絡(luò)與城域核心網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，作為網(wǎng)絡(luò)的運營維護手段還需要網(wǎng)絡(luò)管理層面，有關(guān)運行、管理與維護所需要的功能應(yīng)符合ITU-TG.872建議。通常理想情況下的全光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備以下特征：*光路的起始、終結(jié)點應(yīng)不受限制，例如，不受光噪聲累積效應(yīng)的限制，不受廠商的特定波長的限制等；*與光路傳輸?shù)男盘柗N類、速率無關(guān)；*波長變換所需的設(shè)備愈少、容量愈小愈好；*支持多廠商產(chǎn)品的光網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；*易于升級擴容，可按需求隨時擴展帶寬。全光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點

全光網(wǎng)絡(luò)能充分利用光纖的帶寬資源，故容量大，傳輸質(zhì)量好，開放性，易于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)結(jié)構(gòu)，可擴展性，結(jié)構(gòu)簡單，透明性，可靠性高，可維護性好。全光通信網(wǎng)的主要優(yōu)勢：

1）全光網(wǎng)絡(luò)通過波長選擇器來實現(xiàn)路由選擇，即以波長來選擇路由，對傳輸碼率、數(shù)據(jù)格式以及調(diào)制方式均有透明性，可提供多種協(xié)議業(yè)務(wù)，可不受限制、地提供端到端以業(yè)務(wù)。透明性是指網(wǎng)絡(luò)中的信息在從源地址到目的地址的過程中，不受任何干涉。由于全光網(wǎng)中信號的全書全是在光域中進行，信號速率、格式等僅受限于接收端和發(fā)射端，因此全光網(wǎng)是對信號透明的。

2）全光網(wǎng)不僅可以與現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)兼容，而且還可以支持未來的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)以及網(wǎng)絡(luò)的升級。

3）全光網(wǎng)絡(luò)具備可擴展性，加入新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點時，不影響原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備，降低了網(wǎng)絡(luò)成本。

4）可根據(jù)通信業(yè)務(wù)量的需求，動態(tài)地改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，具有網(wǎng)絡(luò)的可重組性。

5）全光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，端到端采用透明光通路連接，沿途沒有變換和存儲，網(wǎng)中許多光器件都是無源的，可靠性高、可維護性好。全光網(wǎng)絡(luò)，是指信號