第4章-光纖技術(shù)

第4章光纖技術(shù)4.1光纖通信概述4.2光纖通信基本原理4.3自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)4.4光纖弧子通信技術(shù)4.5光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)4.1光纖通信基本原理

4.1.1光纖通信概述一、光纖通信的定義光纖通信是以光波作為傳輸信息的載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的一種通信。

圖4.1光纖通信示意圖二、光纖通信特點(diǎn)1、傳輸頻帶寬，通信容量大可見光波長范圍大約在390nm至780nm之間，而用于光纖通信的近紅外區(qū)段的光波波長為800～2000nm之間，具有非常寬的傳輸頻帶。2、傳輸損耗小，中繼距離長由于光纖具有極低的衰耗系數(shù)（目前商用化石英光纖已達(dá)0.19dB/km以下），若配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送與光接收設(shè)備，可使其中繼距離達(dá)幾十上百公里，這是傳統(tǒng)的電纜、微波等根本無法與之相比擬的。3、保密性能好光波在光纖中傳輸時(shí)只在其芯區(qū)進(jìn)行，基本上沒有光“泄露”出去，因此其保密性能極好。4、適應(yīng)能力強(qiáng)光纖不怕外界強(qiáng)電磁場的干擾、耐腐蝕，可撓性強(qiáng)（彎曲半徑大于25厘米時(shí)其性能不受影響）。5、體積小、重量輕、便于施工維護(hù)一根光纖外徑不超過125um，經(jīng)過表面涂敷后尺寸也不大于1mm。制成光纜后直徑一般為十幾毫米，比金屬制作的電纜線徑細(xì)、重量輕，光纜的敷設(shè)方式方便靈活。6、原材料來源豐富，潛在價(jià)格低廉

制造石英光纖的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中幾乎是取之不盡、用之不竭的。因此其潛在價(jià)格是十分低廉的。4.1.2光纖通信的發(fā)展過程一、20世紀(jì)70年代的起步階段1、研制出低損耗光纖1970年，美國Corning公司制成20dB/km損耗的光纖。1972年，美國Corning公司制成4dB/km損耗的光纖。1973年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室制成1dB/km損耗的光纖。1976年，日本電報(bào)電話公司和富士通公司制成0.5dB/km低損耗的光纖。1979年，日本電報(bào)電話公司和富士通公司制成0.2dB/km低損耗的光纖?，F(xiàn)在，光纖損耗已低于0.4dB/km(1.31um波長窗口）和0.2dB/km(1.55um波長窗口）。2、研制出小型高效的光源和低噪聲的光檢測器件

這一時(shí)期，各種新型長壽命的半導(dǎo)體激光器件（LD）和光檢測器件（PD）陸續(xù)研制成功。3、研制出光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1976～1979年，美國、日本相繼進(jìn)行了0.85um波長、速率為幾十Mb/s的多模光纖通信系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗(yàn)。二、20世紀(jì)80年代進(jìn)入商用階段

這一階段，發(fā)達(dá)國家已在長途通信網(wǎng)中廣泛采用光纖通信方式，并大力發(fā)展洲際海底光纜通信。如橫跨太平洋的海底光纜，橫跨大西洋的海底光纜等。在此階段，光纖從多模發(fā)展到單模，工作波長從0.85um發(fā)展到1.31um和1.55um，通信速率達(dá)到幾百M(fèi)b/s。

我國于1987年前在市話中繼線路上應(yīng)用光纖通信，1987年開始在長途干線上應(yīng)用光纖通信。鋪設(shè)了多條省內(nèi)二級(jí)光纜干線，連通省內(nèi)一些城市。從1988年起，我國的光纖通信系統(tǒng)由多模向單模發(fā)展。三、20世紀(jì)90年代進(jìn)入提高階段這一階段，許多國家為滿足迅速增長的帶寬需求，一方面繼續(xù)鋪設(shè)更多的光纜。如1994年10月世界最長的海底光纜（全長1.89萬公里，連接?xùn)|南亞、中東和西歐的13個(gè)國家）在新加坡正式啟用。另一方面，一些國家還不斷努力研究開發(fā)新器件、新技術(shù)，用來提高光纖的信息運(yùn)載量。1993年和1995年先后實(shí)現(xiàn)2.5Gb/s和10Gb/s的單波長光纖通信系統(tǒng)，隨后推出的密集波分復(fù)用技術(shù)可使光纖傳輸速率提高到幾百Gb/s。20世紀(jì)90年代也是我國光纖通信大發(fā)展的時(shí)期。1998年12月，貫穿全國的“八縱八橫”光纖干線骨干通信網(wǎng)建成，網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國省會(huì)以上城市和70％的地市，全國長途光纜達(dá)到20萬公里。至此，我國初步形成以光纜為主、衛(wèi)星和數(shù)字微波為輔的長途骨干網(wǎng)絡(luò)，我國電信網(wǎng)的技術(shù)裝備水平進(jìn)入世界先進(jìn)行列，綜合通信能力發(fā)生了質(zhì)的飛躍，為國家的信息化建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。從20世紀(jì)70年代至今，光纖通信給整個(gè)通信領(lǐng)域帶來了一場革命。通信系統(tǒng)的傳輸容量成萬倍的增加，傳輸速度成千倍的提高。目前，國際國內(nèi)長途通信傳輸網(wǎng)的光纖化比例已經(jīng)超過90%，國內(nèi)各大城市之間都已經(jīng)鋪通了20GB以上的大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)。4.2光纖通信系統(tǒng)的組成光纖數(shù)字通信系統(tǒng)主要由光發(fā)射、光傳輸和光接收3部分組成。圖4.2數(shù)字光纖通信系統(tǒng)框圖數(shù)字光纖通信系統(tǒng)基本上由光發(fā)送機(jī)、光纖與光接收機(jī)組成。在發(fā)送端，電發(fā)送端機(jī)把信息（如話音）進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，用轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)去調(diào)制發(fā)送機(jī)中的光源器件（如LD），則光源器件就會(huì)發(fā)出攜帶信息的光波——當(dāng)數(shù)字信號(hào)為“1”時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)“傳號(hào)”光脈沖；當(dāng)數(shù)字信號(hào)為“0”時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)“空號(hào)”（不發(fā)光）。光波經(jīng)低損耗光纖傳輸后到達(dá)接收端。在接收端，光接收機(jī)中的光檢測器件（如APD）把數(shù)字信號(hào)從光波中檢測出來，由電端機(jī)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，恢復(fù)成原來的信息。4.2.1光纖的結(jié)構(gòu)與分類一、光纖的結(jié)構(gòu)光纖呈圓柱形，由纖芯、包層與涂敷層三大部分組成，如圖4.3所示。圖4.3光纖的結(jié)構(gòu)1、纖芯纖芯位于光纖的中心部位，其成份是高純度的二氧化硅，此外還摻有極少量的摻雜劑如二氧化鍺，五氧化二磷等，摻有少量摻雜劑的目的是適當(dāng)提高纖芯的光折射率。2、包層包層位于纖芯的周圍，其成份也是含有極少量摻雜劑的高純度二氧化硅。而摻雜劑（如三氧化二硼）的作用則是適當(dāng)降低包層的光折射率n2，使之略低于纖芯的折射率n1。3、涂敷層光纖的最外層是由丙烯酸酯、硅橡膠和尼龍組成的涂敷層，其作用是增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度與可彎曲性。二、光纖的分類

按光纖剖面折射率分布分類，按傳播模式分類、按工作波長分類和按套塑類型分類等。1、按折射率分布分類（1）階躍光纖：在纖芯與包層區(qū)域，折射率的分布分別是均勻的，但在纖芯與包層的分界處，其折射率的變化是階躍的，其值分別為n1與n2，如圖4.4所示。圖4.4階躍光纖的折射率分布（2）漸變光纖：光纖軸心處的折射率最大，沿剖面徑向逐漸變小，其變化規(guī)律一般符合拋物線規(guī)律，到了纖芯與包層的分界處，正好降到與包層區(qū)域的折射率n2相等的數(shù)值；在包層區(qū)域中其折射率的分布是均勻的，如圖4.5所示圖4.5漸變光纖的折射率分布2、按傳播模式分類（1）多模光纖：當(dāng)光纖的纖芯直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光波波長時(shí)(50或62.5μm)，光纖中會(huì)存在著幾十種乃至幾百種傳播模式，這種光纖叫做多模光纖。（2）單模光纖：根據(jù)電磁場理論與求解麥?zhǔn)戏匠探M發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光纖的幾何尺寸可以與光波長相比擬時(shí)，如芯徑在5～10微米范圍，光纖只允許一種模式（基模)在其中傳播，其余的高次模全部截止，這樣的光纖叫做單模光纖。由于它只允許一種模式在其中傳播，從而避免了模式色散的問題，故單模光纖具有極寬的帶寬，特別適用于大容量的光纖通信。3、按工作波長分類（1）短波長光纖：使用的光波的波長在0.6～0.9微米范圍內(nèi)（典型值為0.85微米）（2）長波長光纖：在波長1.31微米和1.55微米附近，石英光纖的衰耗急劇下降。不僅如此，而且在此波長范圍內(nèi)石英光纖的材料色散也大大減小。習(xí)慣上把工作在1.0～2.0微米波長范圍的光纖稱之為長波長光纖。長波長光纖因具有衰耗低、帶寬寬等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于長距離、大容量的光纖通信。圖4.6石英光纖的衰耗譜線4、按套塑類型分類（1）緊套光纖：二次、三次涂敷層與預(yù)涂敷層及光纖的纖芯、包層等緊密地結(jié)合在一起的光纖。目前此類光纖居多（2）松套光纖：經(jīng)過預(yù)涂敷后的光纖松散地放置在塑料管內(nèi)，不再進(jìn)行二次、三次涂敷。松套光纖的制造工藝簡單，其衰耗--溫度特性與機(jī)械性能也比緊套光纖好，因此越來越受到人們的重視。三、光纜

光纖在經(jīng)過涂覆和套塑等表面層處理后已具有一定的抗拉強(qiáng)度，但一般還經(jīng)不起實(shí)用場合的彎曲、扭曲和側(cè)壓力的作用。為構(gòu)成實(shí)用的傳輸線路，同時(shí)，便于工程上的施工安裝，常常將多根光纖借用傳統(tǒng)的絞合、套塑、金屬帶愷裝等成纜工藝組合成像通信用的各種銅線電纜那樣的光纜。這樣既保持了光纖原有的傳輸特性，又具備了滿足實(shí)際工程使用要求的力學(xué)性能。為工程應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。4.2.2光纖的導(dǎo)光原理和傳輸特性一、全反射原理

當(dāng)光線在均勻介質(zhì)中傳播時(shí)是以直線方向進(jìn)行的，但在到達(dá)兩種不同介質(zhì)的分界面時(shí)，會(huì)發(fā)生反射與折射現(xiàn)象，如圖4.7所示。圖4.7光的反射與折射根據(jù)光的反射定律，反射角等于入射角根據(jù)光的折射定律：顯然，若nl>n2，則會(huì)有

。如果n1與n2的比值增大到一定程度，則會(huì)使折射角≥90O，此時(shí)的折射光線不再進(jìn)入包層，而會(huì)在纖芯與包層的分界面上掠過(折射角=90O時(shí)），或者重返回到纖芯中進(jìn)行傳播(折射角>90O時(shí)）。這種現(xiàn)象叫做光的全反射現(xiàn)象。人們把對(duì)應(yīng)于折射角等于90O的入射角叫做臨界角。很容易可以得到臨界角不難理解，當(dāng)光在光纖中發(fā)生全反射現(xiàn)象時(shí)，由于光線基本上全部在纖芯區(qū)進(jìn)行傳播，沒有光跑到包層中去，所以可以大大降低光纖的衰耗。二、光在階躍光纖中的傳播

了解了光的全反射原理之后，不難畫出光在階躍光纖中的傳播軌跡，如圖4.8所示。圖4.8光在階躍光纖中的傳播示意圖通常人們希望用入射光與光纖頂端面的夾角來衡量光纖接收光的能力，于是產(chǎn)生了光纖數(shù)值孔徑NA的概念。當(dāng)入射光源與光纖纖芯的橫截面進(jìn)行入射光耦合時(shí)，入射光線的角度θ不能太大，只有當(dāng)θ小于某個(gè)角度時(shí)才可以獲得全反射傳輸?shù)臈l件，我們稱這個(gè)角度的正弦值為光纖的數(shù)值孔徑NA。這里首先定義光纖的相對(duì)折射率差因?yàn)楣庠诳諝庵械恼凵渎蕁0=1，若想實(shí)現(xiàn)全反射，連續(xù)應(yīng)用折射定律，光在纖芯端面的最大入射角應(yīng)滿足三、光在漸變光纖中的傳播1、定性解釋

漸變光纖的折射率分布是在光纖的軸心處最大，而沿剖面徑向的增加而折射率逐漸變小。假設(shè)光纖由許多同軸的均勻?qū)咏M成，且其折射率由軸心向外逐漸變小，光在鄰層的分界面都會(huì)產(chǎn)生折射現(xiàn)象。由于外層總比內(nèi)層的折射率要小一些，所以每經(jīng)過一個(gè)分界面，光線向軸心方向的彎曲就厲害一些，就這樣一直到了纖芯與包層的分界面。而在分界面又產(chǎn)生全反射現(xiàn)象，全反射的光線沿纖芯與包層的分界面向前傳播，而反射光則又逐層地折射回光纖纖芯。光線基本上局限在纖芯內(nèi)進(jìn)行傳播，其傳播軌跡類似于正弦波圖4.9漸變光纖中光的傳播軌跡2、光在單模光纖中的傳播光在單模光纖中的傳播軌跡，簡單地講是以平行于光纖軸線的形式以直線方式傳播，如圖4.10所示。圖4.10光在單模光纖中的傳播軌跡四、光纖的傳輸特性光纖的傳輸特性主要包括光纖的損耗特性、色散特性和非線性特性。1、光纖的損耗特性光波在光纖中傳輸時(shí)，隨著傳輸距離的增加，光功率會(huì)不斷下降。光纖對(duì)光波產(chǎn)生的衰減作用稱為光纖的損耗。衡量光纖損耗特性的參數(shù)為衰減系數(shù)（損耗系數(shù)）α，定義為：每公里光纖對(duì)光功率信號(hào)的衰減值。其表達(dá)式為：2、光纖的色散特性光源信號(hào)作為載波，理想情況下應(yīng)是頻率單一的單色光，但現(xiàn)實(shí)中難以做到純粹的單色光，光源信號(hào)含有不同的波長成分，這些不同波長成分在折射率為n1的光纖介質(zhì)中傳輸速度不同，從而導(dǎo)致光信號(hào)分量產(chǎn)生不同延遲，這種現(xiàn)象稱為光纖的色散。具體表現(xiàn)為當(dāng)光脈沖沿著光纖傳輸一定距離后脈沖寬度展寬，甚至有了明顯的失真，嚴(yán)重時(shí)前后脈沖相互重疊，難以分辨。光纖的色散不僅影響傳輸質(zhì)量，也限制了光纖通信系統(tǒng)的中繼距離，它是限制傳輸速率的主要因素。光纖的色散可以分為三部分即模式色散、材料色散與波導(dǎo)色散。（1）模式色散因?yàn)楣庠诙嗄９饫w(50或62.5μm)中傳輸時(shí)存在多種傳播模式，而每種傳播模式具有不同的傳播速度與相位，因此雖然在輸入端同時(shí)輸入光脈沖信號(hào)，但到達(dá)到接收端的時(shí)間卻不同，于是產(chǎn)生了脈沖展寬，此現(xiàn)象稱為模式色散。（2）材料色散由于光纖材料的折射率是波長的非線性函數(shù)，從而使光的傳輸速度隨波長的變化而變化，由此而引起的色散叫材料色散。（3）波導(dǎo)色散同一模式的相位常數(shù)隨波長而變化，即群速度隨波長而變化，從而引起色散，稱為波導(dǎo)色散。描述光纖色散的參數(shù)有一下三種：（1）色散系數(shù)：定義為單位線寬光源在單位長度光纖上所引起的時(shí)延差，即（2）最大時(shí)延差：定義為光纖中傳播速度最快和最慢的兩種光波頻率成分的時(shí)延之差，時(shí)延差越大說明色散越嚴(yán)重。單位是ns/km。（3）光纖的帶寬系數(shù)：定義為一公里長的光纖，其輸出光功率信號(hào)下降到其最大值的一半時(shí)，此時(shí)光功率信號(hào)的調(diào)制頻率就叫做光纖的帶寬系數(shù)。3、數(shù)值孔徑NA數(shù)值孔徑是多模光纖的重要參數(shù)，它表征了光纖端面接收光的能力，其取值的大小要兼顧光纖接收光的能力和對(duì)模式色散的影響。CCITT建議多模光纖的數(shù)值孔徑取值范圍為0.18～0.23。4、歸一化頻率歸一化頻率是光纖的最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，它能表征光纖中傳輸模式的數(shù)量，其表達(dá)式為：4.2.3光發(fā)送端機(jī)和光接收端機(jī)一、光端機(jī)的基本概念光端機(jī)是位于電端機(jī)和光纖之間不可缺少的設(shè)備，包含發(fā)送和接收兩大單元。光端機(jī)的功能是：其發(fā)送單元將電端機(jī)發(fā)出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合一定要求的光信號(hào)后，送至光纖傳輸；其接收單元將光纖傳送過來的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，送至電端機(jī)處理?？梢?，光端機(jī)的發(fā)送單元是完成電/光轉(zhuǎn)換，光端機(jī)的接收單元是完成光／電轉(zhuǎn)換。通常，一套光纖通信設(shè)備含有2個(gè)光端機(jī)、2個(gè)電端機(jī)。二、光發(fā)送端機(jī)的組成框圖光發(fā)送機(jī)原理框圖如圖4.11所示，其各部分的功能如下。圖4.11光發(fā)送機(jī)原理圖1、均衡放大ITU-T規(guī)定了不同速率的光發(fā)送機(jī)接口速率和接口碼型。由PCM端機(jī)送來的HDB3或CMI碼流，經(jīng)過電纜的傳輸產(chǎn)生了衰減和畸變，首先要進(jìn)行均衡放大，用以補(bǔ)償由電纜傳輸所產(chǎn)生的衰減或畸變，以便正確譯碼。2、碼型變換在數(shù)字電路中，由均衡器輸出的HDB3碼或CMI碼，需通過碼型變換電路，將其變換為二進(jìn)制單極性碼。3、擾碼擾碼電路可有規(guī)律地破壞長連“0”或長連“1”的碼流，從而達(dá)到“0”、“1”等概率出現(xiàn)。相應(yīng)的接收機(jī)需要加一個(gè)解擾電路，以恢復(fù)原來的信號(hào)流。4、時(shí)鐘提取由于碼型變換和擾碼過程都需要以時(shí)鐘信號(hào)作為依據(jù)，因此，在均衡放大電路之后，由時(shí)鐘提取出時(shí)鐘信號(hào)，供給均衡放大、碼型變換、擾碼電路和編碼電路使用。5、編碼如上所述，經(jīng)過擾碼后的碼流，盡量使得“1”和“0”的個(gè)數(shù)均等，這樣便于接收端提取時(shí)鐘信號(hào)。而且在實(shí)用上，為了便于不間斷業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測，區(qū)間通信聯(lián)絡(luò)、監(jiān)控及克服直流分量的波動(dòng)，在實(shí)際的光纖通信系統(tǒng)中，都要對(duì)經(jīng)過擾碼以后的信碼流進(jìn)行編碼，以滿足上述要求。經(jīng)過編碼以后，線路碼型已適合在光纖線路中傳送。6、驅(qū)動(dòng)（調(diào)制）光源驅(qū)動(dòng)電路用經(jīng)過編碼以后的數(shù)字信號(hào)來調(diào)制發(fā)光器件的發(fā)光強(qiáng)度，完成電/光轉(zhuǎn)換。7、自動(dòng)光功率控制光源經(jīng)一段使用時(shí)間將出現(xiàn)老化，如果光源采用LD管，必須設(shè)有自動(dòng)光功率控制APC和自動(dòng)溫度控制ATC電路，達(dá)到穩(wěn)定輸出光功率的目的。采用LED管時(shí)，可不設(shè)置。8、自動(dòng)溫度控制由于半導(dǎo)體光源的調(diào)制特性曲線對(duì)環(huán)境溫度變化的反應(yīng)很靈敏，使輸出光功率出現(xiàn)變化，一般在發(fā)送機(jī)盤上裝有ATC電路。在發(fā)送盤，除上述主要功能以外，還有一些輔助功能，如光源過流保護(hù)功能、無光告警功能等。三、光接收端機(jī)的基本組成光接收機(jī)是光通信系統(tǒng)中的一個(gè)主要組成部分，目前廣泛使用的強(qiáng)度調(diào)制—直接檢波系統(tǒng)中接收機(jī)的示意圖圖4.12光接收機(jī)結(jié)構(gòu)框圖1、光電檢測器由光纖傳輸過來的光信號(hào)，送到光接收機(jī)，光信號(hào)進(jìn)入光電檢測器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。光電檢測器是利用材料的光電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的。在光纖通信中，由于光纖的芯徑很細(xì)，因此要求器件的體積小，重量輕，故多采用半導(dǎo)體光電檢測器。它是利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的。在光纖通信中常用的半導(dǎo)體光電檢測器是光電二極管PIN和雪崩光電二極管APD。這兩種光電管的主要區(qū)別是APD管需外加高反偏電壓，使得其內(nèi)部產(chǎn)生雪崩增益效應(yīng)，因此，它不但具有光電轉(zhuǎn)換作用，而且具有內(nèi)部放大作用。PIN管比較簡單，只需10V～20V的電壓即可工作，且不需要偏壓控制，但沒有增益2、前置放大器在一般的光纖通信系統(tǒng)中光信號(hào)經(jīng)光電檢測器的光電變換后，輸出的電流是十分微弱的，為了使光接收機(jī)判決電路正常工作，必須將這種微弱的電信號(hào)進(jìn)行若干級(jí)放大。放大器在將信號(hào)放大的過程中，放大器本身的電阻將引入熱噪聲；放大器中的晶體管將引入散彈噪聲。不僅如此，在一個(gè)多級(jí)放大器中，后一級(jí)放大器還會(huì)把前一級(jí)放大器輸出的信號(hào)和噪聲同時(shí)放大。因此，多級(jí)放大器的前級(jí)必須是低噪聲、高增益的放大器。這樣才能得到較大的信噪比SNR。前置放大器一般采用APD，它的輸出為毫伏數(shù)量級(jí)3、主放大器主放大器的作用是將前置放大器輸出的信號(hào)，放大到幾伏數(shù)量級(jí)，使后面判決電路能正常工作。主放大器一般是一個(gè)多級(jí)增益可調(diào)節(jié)放大器。當(dāng)光電檢測器輸出的信號(hào)出現(xiàn)起伏時(shí)，通過光接收機(jī)的自動(dòng)增益控制電路AGC用反饋環(huán)路來控制放大器，對(duì)主放大器的增益進(jìn)行調(diào)整，以使主放大器的輸出信號(hào)幅度在一定范圍內(nèi)保持恒定，主放大器和AGC決定著光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，使判決器的信號(hào)穩(wěn)定。4、均衡器送到光發(fā)送機(jī)進(jìn)行調(diào)制的數(shù)字信號(hào)是一系列矩形脈沖。由信號(hào)分析知道，理想的矩形脈沖具有無窮的帶寬。這種矩形脈沖從發(fā)送光端機(jī)輸出后，要經(jīng)過光纖、光電檢測器、放大器等部件，而這些部件的帶寬卻是有限的。這樣，矩形脈沖頻譜中只有有限的頻率分量可以通過，使從接收機(jī)主放大器輸出的脈沖形狀不再是矩形的了，可能出現(xiàn)很長的拖尾。這種拖尾現(xiàn)象將會(huì)使前、后碼元的波形重疊，產(chǎn)生碼間干擾，嚴(yán)重時(shí)造成判決電路誤判，產(chǎn)生誤碼。均衡器的主要作用是使經(jīng)過均衡器后的波形成為有利于判決的波形，即對(duì)畸變的波形進(jìn)行補(bǔ)償，并使鄰碼判決時(shí)使本碼的拖尾接近0值，消除碼間干擾，減小誤碼率。5、判決器和時(shí)鐘恢復(fù)電路判決器由判決電路和碼形成電路構(gòu)成。判決器和時(shí)鐘恢復(fù)電路合起來構(gòu)成脈沖再生電路。脈沖再生電路的作用，是將均衡器輸出的信號(hào)，恢復(fù)為“0”或“1”的數(shù)字信號(hào)。判決器中需用的時(shí)鐘信號(hào)也是從均衡器輸出的信號(hào)中取得，時(shí)鐘恢復(fù)電路是由箝位、整形、非線形處理調(diào)諧放大、限幅、整形、移相電路組合而成6、解碼、解擾、編碼電路為了使信碼流能夠高質(zhì)量地在光纖中傳輸，光發(fā)射機(jī)送入光纖的信號(hào)是經(jīng)過擾碼、編碼處理的。這種信號(hào)經(jīng)過光纖傳到接收機(jī)后，還需要將上述經(jīng)過擾碼、編碼處理過的信號(hào)進(jìn)行一系列的“復(fù)原”工作。這些將由接收機(jī)中的解碼、解擾及碼型反變換來完成。首先要通過解碼電路，將在光纖中傳輸?shù)墓饩€路碼型恢復(fù)為發(fā)端編碼之前的碼型。然后再經(jīng)解擾電路，將發(fā)送端“擾亂”的碼恢復(fù)為被擾之前的狀況。最后再進(jìn)行碼型反變換，將解擾后的碼變換為原來適于在PCM系統(tǒng)中傳輸?shù)腍DB3或CMI碼，它是發(fā)端碼型變換部分的逆過程，最后送至電端機(jī)中4.2.4光中繼器光脈沖信號(hào)從光發(fā)射機(jī)輸出，經(jīng)光纖傳輸若干距離以后，由于光纖損耗和色散的影響，將使光脈沖信號(hào)的幅度受到衰減，波形出現(xiàn)失真。這樣，就限制了光脈沖信號(hào)在光纖中作長距離的傳輸。為此，就需在光波信號(hào)經(jīng)過一定距離傳輸以后，要加一個(gè)光中繼器，以放大衰減的信號(hào)，恢復(fù)失真的波形，使光脈沖得到再生，實(shí)現(xiàn)光纖通信系統(tǒng)的長途傳輸。光中繼器一般可分為光-光中繼器和光-電-光中繼器兩種，前者就是光放大器，后者是由能夠完成光-電變換的光接收端機(jī)、電放大器和能夠完成電-光變換的光發(fā)送端機(jī)組成。4.3自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)

4.3.1ASON概述一、ASON的提出為了解決未來業(yè)務(wù)和現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)之間的矛盾，智能控制被引入到下一代光網(wǎng)絡(luò)中來。在2000年3月日本召開的國際電信聯(lián)盟-電信標(biāo)準(zhǔn)局一次會(huì)議上，Q19/Q13研究組提出了自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)，并將它形成了G.astn和G.ason的建議。ASON網(wǎng)絡(luò)在ITU-T中的定義為：“通過能提供自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和動(dòng)態(tài)連接建立功能的分布式（或部分分布式）控制平面，在OTN或SDH網(wǎng)絡(luò)之上，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、基于信令和策略驅(qū)動(dòng)控制的一種網(wǎng)絡(luò)?！盇SON的提出，使原來復(fù)雜的多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以變得簡單化和扁平化，從光網(wǎng)絡(luò)層開始直接承載業(yè)務(wù)，避免了在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)升級(jí)時(shí)受到的多重限制。在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中核心的特點(diǎn)就是支持電子交換設(shè)備（如IP路由器等）動(dòng)態(tài)地向光網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)帶寬資源。電子交換設(shè)備可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)分布模式動(dòng)態(tài)變化的需求，通過信令系統(tǒng)或者管理平面自主地去建立或者拆除光通道，不需要人工干預(yù)。ASON直接在光纖網(wǎng)絡(luò)之上引入了以IP為核心的智能控制技術(shù)，可以有效地支持連接的動(dòng)態(tài)建立與拆除，可基于流量工程按需合理分配網(wǎng)絡(luò)資源，并能提供良好的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)／恢復(fù)功能。二、ASON的特點(diǎn)1、控制為主的工作方式ASON最大的特點(diǎn)就是從傳統(tǒng)的傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備和管理系統(tǒng)中抽象分離出了控制平面。自動(dòng)控制取代管理成為ASON最主要的工作方式。2、分布式智能ASON的重要標(biāo)志是實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的分布式智能，即網(wǎng)元的智能化，具體體現(xiàn)為依靠網(wǎng)元實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、路由計(jì)算、鏈路自動(dòng)配置、路徑的管理和控制、業(yè)務(wù)的保護(hù)和恢復(fù)等。3、多層統(tǒng)一與協(xié)調(diào)在ASON中，網(wǎng)絡(luò)層次細(xì)化，體現(xiàn)了多種粒度，但多層的控制卻是統(tǒng)一的，通過公共的控制平面來協(xié)調(diào)各層的工作。多層控制時(shí)涉及層間信令、層間路由和層發(fā)現(xiàn)，還有多層生存機(jī)制。4、面向業(yè)務(wù)ASON業(yè)務(wù)提供能力強(qiáng)大，業(yè)務(wù)種類豐富，能在光層直接實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)分配，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。4.3.2ASON基本原理和體系結(jié)構(gòu)一、ASON的基本原理ASON網(wǎng)絡(luò)之所以是自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)，就在于它本身具備的智能性，即ASON網(wǎng)絡(luò)在不需要人為管理和控制的作用下，可以依據(jù)控制面的功能，按用戶的請(qǐng)求來建立一條符合用戶需求的光信道。在引入了控制平面以后，光網(wǎng)絡(luò)從邏輯上可分為３個(gè)平面：控制平面、傳送平面、管理平面。ASON力圖將三者有機(jī)結(jié)合，傳送平面負(fù)責(zé)信息流的傳送；控制平面關(guān)注于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的連接控制；管理平面面向網(wǎng)絡(luò)操作者實(shí)現(xiàn)全面的管理，并對(duì)控制平面的功能進(jìn)行補(bǔ)充。圖4.13ASON網(wǎng)絡(luò)參考結(jié)構(gòu)體系在ASON網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)中，層次模型關(guān)系是一個(gè)非常重要的方面。因?yàn)閺膶?shí)現(xiàn)目的講，ASON網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)大范圍全局性整體網(wǎng)絡(luò)，因此ASON網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上采用了層次性的可劃分為多個(gè)域的概念性結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以允許設(shè)計(jì)者根據(jù)多種具體條件限制和策略要求來構(gòu)建一個(gè)ASON網(wǎng)絡(luò)。在不同域之間的互作用是通過標(biāo)準(zhǔn)抽象接口來完成的，而把一個(gè)抽象接口映射到具體協(xié)議中就可以實(shí)現(xiàn)物理接口，并且多個(gè)抽象接口可以同時(shí)復(fù)用在一個(gè)物理接口上二、ASON的體系結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)絡(luò)只是由網(wǎng)管層面和傳輸層面組成的，而自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)絡(luò)相比，突破性地引入了更加智能化的控制平面，從而使得光網(wǎng)絡(luò)能夠在信令的控制下完成網(wǎng)絡(luò)連接的自動(dòng)建立、資源的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)等過程。也就是說，ASON由控制平面、管理平面和傳送平面組成SON的體系結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在具有ASON特色的3個(gè)平面、3個(gè)接口以及所支持的3種連接類型上?？刂破矫嬗糜趯?shí)現(xiàn)對(duì)傳送平面的靈活控制，完成信令轉(zhuǎn)發(fā)、資源管理、呼叫控制、連接控制和傳送控制等功能?？刂破矫嫣峁┚W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口(I-NNI和E-NNI)以及用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)。圖4.14ASON的體系結(jié)構(gòu)傳送平面由一系列的傳送實(shí)體組成,它是業(yè)務(wù)傳送的通道，提供用戶信息的單向或雙向傳輸。ASON傳輸網(wǎng)絡(luò)基于網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也支持環(huán)網(wǎng)保護(hù)，具有如SDH(STM-N)接口、以太網(wǎng)接口、ATM接口以及一些特殊的接口，同時(shí)也具有與控制平面交互連接的控制接口(CCI)。節(jié)點(diǎn)可使用智能化的光交叉連接(OXC)或光分插復(fù)用(OADM)等光交換設(shè)備。管理平面可分別通過NMI-T和NMI-A網(wǎng)絡(luò)管理接口，同時(shí)對(duì)傳送平面和控制平面進(jìn)行管理?？刂破矫婧蛡魉推矫嬷g通過CCI相連，交互的信息主要為從控制節(jié)點(diǎn)到傳送平面網(wǎng)元的交換控制命令和從網(wǎng)元到控制節(jié)點(diǎn)資源狀態(tài)信息。管理平面通過NMI-T和NMI-A分別與控制平面和傳送平面相連，接口中的信息主要是網(wǎng)絡(luò)管理信息?？刂破矫嫔线€有用戶與網(wǎng)絡(luò)間的接口(UNI)、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間的接口(I-NNI)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的接口(E-NNI)。UNI是客戶網(wǎng)絡(luò)和光層設(shè)備之間的信令接口,客戶設(shè)備通過這個(gè)接口動(dòng)態(tài)地請(qǐng)求獲取、撤銷、修改具有一定特性的光帶寬連接資源。I-NNI是一個(gè)自治域內(nèi)部或有信任關(guān)系的多個(gè)自治域中的控制實(shí)體間的雙向信令接口。E-NNI是不同自治域中控制實(shí)體之間的雙向信令接口。ASON支持3種連接類型，以適應(yīng)當(dāng)前復(fù)雜結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)條件下端到端連接管理的需要：永久連接、交換連接和軟永久連接。永久連接是在沒有控制平臺(tái)參與的前提下由管理平面支配的連接類型，它沿襲了傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的連接建立形式。管理平面根據(jù)連接要求以及網(wǎng)絡(luò)資源利用情況預(yù)先計(jì)算和確定連接路徑，然后沿著連接路徑通過網(wǎng)絡(luò)管理向網(wǎng)元發(fā)送交叉連接命令，進(jìn)行統(tǒng)一支配，完成PC的創(chuàng)建、調(diào)整、釋放等操作過程。永久連接如圖4.15所示。圖4.15ASON中的永久連接交換連接的創(chuàng)立過程由控制平面獨(dú)立完成，先由端點(diǎn)用戶發(fā)起呼叫請(qǐng)求，通過控制平面內(nèi)信令實(shí)體間的信令交互建立連接，是一種全新的動(dòng)態(tài)連接類型。管理平面需要對(duì)SC的發(fā)起者進(jìn)行身份認(rèn)證，完成對(duì)SC的資源管理。交換連接實(shí)現(xiàn)了連接的自動(dòng)化，滿足快速性、動(dòng)態(tài)性要求，并符合流量工程的要求，也體現(xiàn)了ASON的最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)圖4.16ASON中的交換連接軟永久連接由管理平面和控制平面共同完成，是一種分段的混合連接方式。軟永久連接中用戶到網(wǎng)絡(luò)的部分由管理平面直接配置，而網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)部分的連接由控制平面完成。其過程為：先由管理平面配置用戶到網(wǎng)絡(luò)的連接，然后向控制平面發(fā)送請(qǐng)求（該請(qǐng)求信息中包含管理平面中已配置完成的用戶到網(wǎng)絡(luò)連接的有關(guān)信息等），控制平面根據(jù)該請(qǐng)求信息建立網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)之間的連接，并將連接建立的結(jié)果報(bào)告給管理平面。SPC可以看成是從永久連接到交換連接的過渡類型的連接方式，如圖4.17所示。圖4.17ASON中的軟永久連接4.4光纖弧子通信技術(shù)

4.4.1光孤子通信系某一相干光脈沖在通過光纖時(shí)，脈沖前沿部分作用于光纖，使之激活，而脈沖后沿部分則受到光纖的作用得到增益。這樣，波前沿失去的能量和后沿得到的能量相抵，光脈沖就好像在完全透明的介質(zhì)中傳播一樣，沒有任何損耗，形成一個(gè)傳播中穩(wěn)定、不變形的光脈沖。1973年，光孤子的觀點(diǎn)開始引入到光纖傳輸中。在頻移時(shí)，由于折射率的非線性變化與群色散效應(yīng)相平衡，光脈沖會(huì)形成一種了新的電基本孤子，在反常色散區(qū)穩(wěn)定傳輸。由此，逐漸產(chǎn)生磁理論—光孤子理論，從而把通信引向非線性光纖孤子傳輸系統(tǒng)這一新領(lǐng)域。光孤子就是這種能在光纖中傳播的長時(shí)間保持形態(tài)、幅度和速度不變的光脈沖二、基本工作原理光纖通信中，限制傳輸距離和傳輸容量的主要原因是損耗和色散。損耗使信號(hào)在傳輸時(shí)能量不斷減弱；而色散會(huì)使光脈沖在傳輸中逐漸展寬。所謂光脈沖，其實(shí)是一系列不同頻率的光波振蕩組成的電磁波的集合。光纖的色散使得不同頻率的光波以不同的速度傳播，這樣，同時(shí)出發(fā)的光脈沖，由于頻率不同，傳輸速度就不同，到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間也就不同，這便形成脈沖展寬，使得信號(hào)畸變失真。隨著光纖制造技術(shù)的發(fā)展，光纖的損耗已經(jīng)降低到接近理論極限值的程度，色散問題就成為實(shí)現(xiàn)超長距離和超大容量光纖通信的主要問題。光纖的色散會(huì)使光脈沖展寬，而光纖還有一種非線性的特性，這種特性會(huì)使光信號(hào)的脈沖產(chǎn)生壓縮效應(yīng)。如果能夠?qū)⒐饷}沖變寬和變窄這兩種效應(yīng)互相抵消，光脈沖就會(huì)像一個(gè)一個(gè)孤立的粒子那樣形成光孤子，能在光纖傳輸中保持不變，實(shí)現(xiàn)超長距離、超大容量的通信。光孤子通信是一種全光非線性通信方案，其基本原理是光纖折射率的非線性效應(yīng)導(dǎo)致對(duì)光脈沖的壓縮，可以與群速色散引起的光脈沖展寬相平衡，在一定條件下，光孤子能夠長距離不變形地在光纖中傳輸。它完全擺脫了光纖色散對(duì)傳輸速率和通信容量的限制，其傳輸容量比當(dāng)今最好的通信系統(tǒng)高出一兩個(gè)數(shù)量級(jí)，中繼距離可達(dá)幾百千米。它被認(rèn)為是下一代最有發(fā)展前途的傳輸方式之一三、光孤子通信系統(tǒng)的基本組成光孤子通信系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)如圖4.18所示圖4.18光孤子通信系統(tǒng)的基本組成4.4.2光孤子通信中的關(guān)鍵技術(shù)一、適合光孤子傳輸?shù)墓饫w技術(shù)研究光孤子通信系統(tǒng)的一項(xiàng)重要任務(wù)就是評(píng)價(jià)光孤子沿光纖傳輸?shù)难莼闆r。研究特定光纖參數(shù)條件下光孤子傳輸?shù)挠行Ь嚯x，由此確定能量補(bǔ)充的中繼距離，這樣的研究不但為光孤子通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)，而且通常導(dǎo)致新型光纖的產(chǎn)生。二、光孤子源技術(shù)光孤子源是實(shí)現(xiàn)超高速光孤子通信的關(guān)鍵。根據(jù)理論分析，只有當(dāng)輸出的光脈沖為嚴(yán)格的雙曲正割形，且振幅滿足一定條件時(shí)，光孤子才能在光纖中穩(wěn)定地傳輸，目前，研究和開發(fā)的光孤子源種類繁多，有拉曼孤子激光器、參量孤子激光器、摻餌光纖孤子激光器、增益開關(guān)半導(dǎo)體孤子激光器等?，F(xiàn)在的光孤子通信試驗(yàn)系統(tǒng)大多采用體積小、重復(fù)頻率高的增益開關(guān)DFB半導(dǎo)體激光器作光孤子源。理論和實(shí)驗(yàn)均已證明光孤子傳輸對(duì)波形要求并不嚴(yán)格，高斯光脈沖在色散光纖中傳輸時(shí)，由于非線性自相位調(diào)制與色散效應(yīng)共同作用，光脈沖中心部分可逐漸演化為雙曲正割形三、光纖損耗與光孤子能量補(bǔ)償放大利用提高輸入光脈沖功率產(chǎn)生的非線性壓縮效應(yīng)，補(bǔ)償光纖色散導(dǎo)致的脈沖展寬，維持光脈沖的幅度和形狀不變是光纖孤子通信的基礎(chǔ)。然而，只有當(dāng)光纖損耗可以忽略時(shí)，這種特性才能保持。當(dāng)存在光纖耗損時(shí)，孤子能量被不斷吸收，峰值功率減小，減弱了補(bǔ)償光纖色散的非線性效應(yīng)，導(dǎo)致孤子脈沖展寬。實(shí)際上，光孤子在光纖的傳播過程中，不可避免地存在著損耗，不過光纖的損耗只降低孤子的脈沖幅度，并不改變孤子的形狀。因此，補(bǔ)償這些損耗成為光孤子傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。全光孤子放大器對(duì)光信號(hào)可以直接放大，避免了目前光通信系統(tǒng)中光/電、電/光的轉(zhuǎn)換模式。它既可作為光端機(jī)的前置放大器，又可作為全光中繼器，是光孤子通信系統(tǒng)極為重要的器件。實(shí)際上，光孤子在光纖的傳播過程中，不可避免地存在著損耗。不過光纖的損耗只降低孤子的脈沖幅度，并不改變孤子的形狀，因此，補(bǔ)償這些損耗成為光孤子傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。目前有兩種補(bǔ)償孤子能量的方法，一種是采用分布式的光放大器的方法，另一種是集總的光放大器法。1、分布式放大分布式放大是指光孤子在沿整個(gè)光纖的傳輸過程中得以放大的技術(shù)，如圖4.19所示。通過向普通傳輸光纖中注入泵浦光，產(chǎn)生喇曼效應(yīng)，利用受激喇曼增益機(jī)制使孤子脈沖得到放大以補(bǔ)償光纖損耗，當(dāng)增益系數(shù)正好等于光纖損耗系數(shù)時(shí)，就能實(shí)現(xiàn)光孤子脈沖無畸變“透明”傳輸。圖4.19分布式放大示意圖2、集總式放大集總式放大如圖4.20所示，與非孤子通信系統(tǒng)的放大方法相同，沿光纖線路周期性地接入集總式光纖放大器（EDFA），通過調(diào)整其增益來補(bǔ)償兩個(gè)光放大器之間的光纖耗損，從而達(dá)到使光纖非線性效應(yīng)所產(chǎn)生的脈沖壓縮恰恰能夠補(bǔ)償光纖群色散所帶來的影響，以保持光孤子的寬度不變。集總放大方法是通過摻鉺光纖放大器實(shí)現(xiàn)的，是當(dāng)前孤子通信的主要放大方法。圖4.20集總式放大示意圖4.4.3發(fā)展前景全光式光孤子通信，是新一代超長距離、超高碼速的光纖通信系統(tǒng)，更被公認(rèn)為是光纖通信中最有發(fā)展前途、最具開拓性的前沿課題。光孤子通信和線性光纖通信比較有一系列顯著的優(yōu)點(diǎn)：一是傳輸容量比最好的線性通信系統(tǒng)大一兩個(gè)數(shù)量級(jí)；二是可以進(jìn)行全光中繼。由于孤子脈沖的特殊性質(zhì)使中繼過程簡化為一個(gè)絕熱放大過程，大大簡化了中繼設(shè)備，高效、簡便、經(jīng)濟(jì)。光孤子通信和線性光纖通信比，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，光孤子通信在高保真度、長距離傳輸方面，優(yōu)于光強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測方式和相干光通信。4.5光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)

4.5.1從技術(shù)驅(qū)動(dòng)向業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展乃至電信網(wǎng)發(fā)展，其驅(qū)動(dòng)力主要來自三個(gè)方面：技術(shù)、業(yè)務(wù)和政策。三者相互依賴、相互影響，共同作用于光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。雖然技術(shù)和業(yè)務(wù)都是光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，二者的作用方式是不同的，技術(shù)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)起支撐作用，而光網(wǎng)絡(luò)又是業(yè)務(wù)的支撐者，業(yè)務(wù)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動(dòng)力最終還要通過技術(shù)起作用。當(dāng)技術(shù)發(fā)展適應(yīng)光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求的時(shí)候，就促進(jìn)光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，反之則阻礙光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。而光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求來源于業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，業(yè)務(wù)通過與光網(wǎng)絡(luò)的矛盾促進(jìn)技術(shù)革新，從而帶動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。所以如果排除政策對(duì)光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的影響，技術(shù)、業(yè)務(wù)和光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展形成了一個(gè)傳動(dòng)作用的閉環(huán)，如圖4.21所示。圖4.21技術(shù)、業(yè)務(wù)和光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展關(guān)系圖4.5.2未來業(yè)務(wù)與下一代光網(wǎng)絡(luò)一、從業(yè)務(wù)的特點(diǎn)看下一代光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展ASON將自動(dòng)控制引入光網(wǎng)絡(luò)可以稱得上是光通信網(wǎng)發(fā)展中的一場革命。它相比傳統(tǒng)的完全基于網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的光傳送網(wǎng)具備以下一些突出優(yōu)點(diǎn)：1、業(yè)務(wù)連接基于控制技術(shù)快速拆建和修改，更好的滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)性需求。2、實(shí)現(xiàn)流量工程要求，將網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)、合理地分配給網(wǎng)絡(luò)中的連接。3、具有靈活的恢復(fù)能力，對(duì)業(yè)務(wù)不僅可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)，而且可以自動(dòng)快速恢復(fù)。4、提供多種新業(yè)務(wù)，如帶寬按需分配、光虛擬專用網(wǎng)(OVPN)等。AS0N可以說是對(duì)傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的重大突破，是從IP、SONEUSDH、WDM環(huán)境中升華而來，將IP的靈活和效率、SONET/SDH的超強(qiáng)生存能力以及WDM的容量，通過創(chuàng)新的分布式控制系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，形成以軟件為核心的，能感知網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)要求，并具有高靈活性和高擴(kuò)展性的新一代光網(wǎng)絡(luò)二、從業(yè)務(wù)的自適應(yīng)性需求看下一代光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展隨著光網(wǎng)絡(luò)逐漸接近用戶層面，通過提供差異化服務(wù)來滿足用戶的應(yīng)用將變得越來越重要。在美國、日本等發(fā)達(dá)國家新興的業(yè)務(wù)提供商已經(jīng)開始致力于這個(gè)市場的各個(gè)方面。但是這些供應(yīng)商需要業(yè)務(wù)可以更加