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1、课 程 报 告 科目 现代通信系统 姓名 江海蓉 学号 专业 信号与信息处理 指导老师 李晖 中小企业和大企业，这些大大小小经济细胞的多样性和互补性，形成了经济生活中丰富多彩的“生态平衡”。作为以适应环境而生存、自保甚至做强做大作为理由的企业，面对这局面惟一办法就是转型“健身”找出路。several group number, then with b a, =c,c is is methyl b two vertical box between of accurate size. Per-23 measurement, such as proceeds of c values are equa
2、l and equal to the design value, then the vertical installation accurate. For example a, b, and c valueswhile on horizontal vertical errors for measurement, General in iron angle code bit at measurement level points grid errors, specific method is from baseline to methyl vertical box center line dis
3、tance for a, to b vertical box distance for b, list can measured全光通信网目前，光通信的发展主要向更大的容量发展，但是，在向大容量进军的同时，如何有效的运行、管理和维护如此大规模的网络已经逐渐被人们关注。为此人们提出了全光通信网的概念，指出了未来光通信的发展方向。1.1全光网概述随着社会的进步，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，而光纤具有巨大的带宽，1.55m波长
4、附近200nm范围内，传输损耗较低。由公式f = c/，其中f为频率、为波长、c = 3108m/s 为光速，可得知200nm的对应带宽约为25THz（1THz=1012Hz）。在1.3m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
5、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。未来光通信网络发展的主要趋势为：组网方式开始从简单的点到点传输向光层联网方式前进，改进组网效率和灵活性；光联网将从静态联网开始向
6、智能化动态联网方向发展，改进网络响应和生存性是未来发展的一项主要任务；智能网络对于运营商在竞争中推出与众不同的服务，以及节省运营开支起着至关重要的作用。1.2通信网络的发展概况1. 第一代网络电缆网络电缆网络采用传输电缆将各网络节点连接在一起，该传输网络技术已经相当成熟，根据传输信号不同，传输电缆可以是同轴电缆也可以是双绞线电缆，该网络传输损耗大，频带较窄，主要利用频分复用技术(FDM)来提高带宽。电缆网络具有以下特点:主要用于传输模拟信号；各传输节点对信号产生一定的时延、噪声和失真；传输距离较短；可靠性较低，这些特点是由于整个网络都是在电信号领域完成信号的传输、交换、处理等功能，必然受到电子
7、器件自身物理参数极限的限制。2.第二代网络光电混合网络光电混合传输网络是在各个节点之间用光缆代替电缆，实现节点之间传输光缆化，节点仍采用电子处理与交换设备，节点至用户终端之间仍采用电缆网络，这是目前广泛采用的网络。光缆与电缆比较具有如下优点:通信容量大，传输距离远，抗电磁干扰性能好，传输质量佳，节省金属材料资源。特别是数字传输干线采用时分复用(OTDM) 技术，充分挖掘光纤的带宽资源，实现大容量信息在网络节点上的交换。目前应用最广的是数字同步复接体系(SDH)，这种网络实现了传输干线信息的远距离高速大容量传输。3.第三代网络全光网络全光网络以光节点代替电节点，光节点之间采用光纤互联在一起，实现
8、信息完全在光领域的传输与交换，是未来信息网络的核心。全光网络最显著的优点是它的开放性，它对所有不同调制频率、不同速率和协议、不同制式的信号都同时兼容，是完全透明的，并允许几代传输设备(PDH/ SDH/ ATM) 共存于一个传输网络系统；全光网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点(包括无源分路/合路器) 而不必安装新的信号交换与处理设备。全光网络与光电混合网络的最大区别在于它具有最少量的电/光- 光/电转换设备，任何一个光节点都无需为其他节点处理信息与服务，光节点与用户终端之间的信号传输与处理均在光域进行。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
9、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。对于全光网络的发展来说，目前还存在一些技术挑战，如光网络的网络管理、网络的互连和互操作、光性能的监视和测试等。网络管理除了基本的功能外，核心光网络的网络管理应包括下列功能：光波长路由管理、端到端性能监控、保护与恢复、疏导和资源分配策略管理。目前这方面的协议已经被人们提出并逐步走向完善。光通信一直是推动整个通信网络发展的基本动力之一，已经提出的智能光网络和
10、城域光网络等代表了光通信的未来发展方向。2 全光网络的相关技术2.1光复用/解复用技术 2.1.1光时分复用（OTDM） 光时分复用（OTDM）是用多个电信道信号调制具有同一个光频的不同光信道，经复用后在同一根光纤传输的扩容技术。光时分复用技术主要包括：超窄光脉冲的产生与调制技术、全光复用/解复用技术、光定时提取技术。1.超窄光脉冲的产生光时分复用要求光源提供520GHz的占空比相当小的超窄光脉冲输出，实现的方法有增益开关法、LD的模式锁定法、电吸收连续光选通调制法及光纤光栅法、SC(Supercontinum）光脉冲。增益开关法可以产生脉宽57ps、脉冲重复频率在10GHz左右可任意调整的光
11、脉冲，其优点是很容易与其它信号同步。增益开关法已用于各种高速光传输实验中的脉冲源产生和光测量中。SC光脉冲宽度可1ps，最窄达0.17ps。另外利用调整线性调制光纤光栅的色散值对电吸收调制器输出的光脉冲形状进行修正，也可以产生脉宽为5.8ps、占空比为6.3%的10GHz的光脉冲。2.全光复用/解复用技术全光时分复用可由光延迟线和3dB光方向耦合器构成。在超高速系统中，最好将光延线及3dB光方向耦合器集成在一个平面硅衬底上所形成的平面光波导回路（PLC）作为光复用器。全光去复用器在光接收端对OTDM信号进行去复用。目前已研制出4种形式的器件作为去复用器，它们是光克尔开关矩阵光去复用器、交叉相位
12、调制频移光去复用器、四波混频开关光去复用器和非线性光纤环路镜式（NOLM）光去复用器。无论采用何种器件，都要求其工作性能可靠稳定，控制用光信号功率低，与偏振无关。3.光定时提取技术光定时提取要求超高速运转、低相位噪声、高灵敏度以及与偏振无关。目前已研制出一种采用高速微波混频器作为相位探测器构成的锁相环路（PLL），另外使用法布里一珀罗干涉光路构成的光振荡回路（FPT）也可以完成时钟恢复功能。2.1.2 波分复用（WDM）光波分复用是多个信源的电信号调制各自的光载波，经复用后在一根光纤上传输，在接收端可用外差检测的相干通信方式或调谐无源滤波器直接检测的常规通信方式实现信道的选择。采用WDM技术不
13、仅可以扩大通信容量，而且可以为通信带来巨大的经济效益。因而，近些年对这方面的研究方兴未艾，特别是密集波分复用可望很快获得应用。1995年NTT进行了10个信道、每个信道的传输速率高达10Gb/s，中继间距为100km，传输距离为600km的全光传输实验，系统容量高达60（Tb/s）km。1996年NEC、AT&T、富士通3个公司进行了总容量超过1Tb/s的WDM实验（NEC：20Gb/s132ch-120km；富士通：20Gb/s55ch-150km；AT&T：40Gb/s25ch-55km）。1997年初，总容量为40Gb/s（2.5Gb/s16信道）的WDM系统已经商用。目前，大部分公司的
14、DWDM系统都是以2.5Gb/s为基本速率的，仅加拿大北电网络等少数公司是以10Gb/s为基本速率。北电（Nortel）的810Gb/s波分复用系统开通实际业务的运营商。MCI公司70%的网络中已采用了WDM系统。泛欧运营商HER公司(Herms EuropeRailtel）将采用Cienc公司的402.5Gb/s系统。 Williams公司将为Frontier在休士顿、亚特兰大等地的网络提供1610Gb/s的DWDM系统。目前，国内开发DWDM系统的单位有原邮电部五所、北京大学、华为公司和武汉邮电科学研究院等。武汉邮电研究院的82.5Gb/s波分复用系统已用于济南-青岛工程。现在WDM技术的
15、研究方向主要有两个：一个是朝着更多波长、单波长更高速率的方向发展；另一个是朝着WDM联网方向发展。点到点的DWDM系统只提供了原始的带宽，在竞争激烈的市场中，按需分配容量、个性化业务和成本低等是竞争的优势，因此业务提供者需要与此相适应的方案，需要提供灵活的交叉节点才能更好地满足对传输容量和带宽的巨大需求，具有全光交换能力的光交换节点，主要研究集中在OXC、OADM器件以及由这些器件构成的系统上，它可以在此基础上形成具有全光交换能力的产品。2.1.3 光分插复用（OADM）在波分复用（WDM）光网络领域，人们的兴趣越来越集中到光分插复用器上。这些设备在光波长领域内具有传统SDH分插复用器（SDH ADM）在时域内的功能。特别是OADM可以从一个WDM光束中分出一个信道分出功能），并且一般是以相同波长往光载波上插入新的信息（插入功能）。对于OADM，在分出口和插入口之间以及输入口和输出口之间必须有很高的隔离度（25dB），以最大限度地减少同波长干涉效应，否则将严重影响传输性能。已经提出了实现OADM的几种技术：WDMDEMUX（解复用）和MUX（复用）的组合；光循环器间或在Mach-Zehnder结构中的光纤光栅；用集成光学技术实现的串联Mach-Zehndr结构中和干涉滤波器。前两种方式使隔离度达到最高，但它们需要昂贵的设备如WDM
