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概述

       全光網(wǎng)（AON）是指信號在交換和傳輸過程中始終以光的形式存在，只有當進、出網(wǎng)絡時需要進行電光和光電轉換處理。全光網(wǎng)節(jié)點利用光波信號攜帶信息并實現(xiàn)動態(tài)傳送與組網(wǎng)等功能?？娠@著提高網(wǎng)絡的寬帶互聯(lián)能力和路由交換效率.增強通信系統(tǒng)的靈活性、擴展性和可靠性，保障未來網(wǎng)絡融合應用。

       由于EDFA和WDM等技術的成熟和大規(guī)模應用，使得無電中繼的長距離光纖傳輸?shù)玫斤w速發(fā)展，以波長路由為核心的全光網(wǎng)技術成為重要解決方案。到目前為止，波長路由光網(wǎng)絡的發(fā)展經(jīng)歷了兩個階段。第一個發(fā)展階段是以小規(guī)模靜態(tài)波長連接為特征的固定波長路由全光交換，在這種架構下波長路由取決于光纖物理端口的連接關系，一旦預置無法在線更改；第二個發(fā)展階段是以大容量端到端波長交換為特征的可重構波長路由全光交換，其使能技術包括可重構光分插復用、光交叉連接技術等，可在線實現(xiàn)波長級業(yè)務的動態(tài)調度。

       波長路由光網(wǎng)絡的透明性、可擴展性、可重構性等優(yōu)勢主要依靠節(jié)點結構來實現(xiàn)，可以實現(xiàn)信號在光域上交換和選擇路由，使得光層聯(lián)網(wǎng)成為可能。全光網(wǎng)節(jié)點主要可分為：常規(guī)光分插復用器（OADM）、光交叉連接器（OXC）和可重構光分插復用器（ROADM）。

       光分插復用器的基本功能是從傳輸設備中有選擇性地下路、上路，或僅僅直接通過某個波長信號，同時不影響其他波長信道的傳輸。也就是說，OADM在光域內實現(xiàn)傳統(tǒng)的電SDH分插復用在時域內完成的功能，而且具有透明性，可以處理任何格式和速率的信號。

       光分插復用器（OADM）是全光網(wǎng)的重要網(wǎng)元之一，OADM的物理實現(xiàn)方案可以是多種多樣的，根據(jù)節(jié)點結構所釆用的光子器件組合方式，目前已提出了多種可行的常規(guī)OADM節(jié)點方案。下面僅以“分波器十光交換矩陣+合波器”的結構為例說明OADM的實現(xiàn)機理（見圖9.46）。

圖46   “分波器+空間交換單元+合波器”的OADM結構

        “分波器+空間交換單元+合波器”的OADM結構方案采用分波/合波器,OADM的直通與上下的切換由空間交換單元來實現(xiàn)。分波器可以是普通的解復用器，如多層介質膜式或者陣列波導光柵（AWG）型解復用器等，空間交換單元一般采用光開關或光開關陣列.合波器可以采用耦合器或復用器。這種結構的支路與群路間的串擾由光開關決定，波長間串擾由分波合波器決定。圖9.46(a)和(b)是對這種方案的具體實現(xiàn)。圖9.46(a)中的功率調節(jié)的作用是均衡各WDM信道的功率值，使其平衡和統(tǒng)一。圖46(b)所示結構由于采用了光轉發(fā)器(Transponder),從而上路光信號可以任意插入需要的波長信道。該方案的優(yōu)點在于結構簡單，對上下話路的控制比較方便。開關的使用使OADM獲得調諧能力的同時,也帶來時延和插入損耗問題。目前，機械式光開關的響應速度在毫秒量級，飩酸鋰(LiNbOa)開關的響應時間在納秒量級，但它的插入損耗比機械光開關大得多。
光交叉連接器

       光交叉連接器(OXC)的功能與SDH中的數(shù)字交叉連接設備(SDXC)類似，不同點是在光域網(wǎng)上直接實現(xiàn)高速光信號的路由選擇、網(wǎng)絡恢復等，無須進行光/電/光轉換和電處理。它是全光網(wǎng)的另外一種重要網(wǎng)元類型。

       OXC的光交換單元可釆用兩種基本交換機制，即空間交換和波長交換。實現(xiàn)空間交換可采用各種類型的光開關，它們在空間域上完成入端到出端的交換功能，典型結構如基于空間光開關矩陣和波分復用/解復用器對的OXC結構、基于空間光開關矩陣和可調諧濾波器的OXC結構、基于分送耦合開關的OXC結構、基于平行波長開關的OXC結構等。實現(xiàn)波長交換可采用各種類型的波長變換器，它們將信號從一個波長上轉換到另一個波長上，實現(xiàn)波長域上的交換，典型結構如基于陣列波導光柵復用器的多級波長交換OXC結構、完全基于波長交換的OXC結構等。另外，光交換單元中還廣泛使用了波長選擇器(如各種類型的可調諧光濾波器和解復用器)。圖47給出了基于空間光開關矩陣和波分復用/解復用器對的OXC結構。OXC的難點之一是在光網(wǎng)絡、光節(jié)點與業(yè)務接入層面上如何解決路由算法與控制問題。