全光网络毕业论文

武汉工业学院毕业论文论文题目：全光网络研究进展姓名程宏学号071203228院系数理科学系专业电子信息科学与技术指导教师李鸣2011年6月12日目录摘要.........................................................................................................1Abstract......................................................................................................1第一章全光网络概述..............................................................................21.1引言...............................................................................................................31.2全光网络的概念...........................................................................................41.3全光网络的优点...........................................................................................41.4全光网络国外研究概况...............................................................................5第二章全光网络的结构与技术..............................................................62.1全光网络的结构...........................................................................................62.2全光网络的技术...........................................................................................7第三章WDM技术的发展与演变.........................................................113.1WDM技术简介............................................................................................113.1.1WDM技术的概念...............................................................................1113.1.2WDM技术的优点.................................................................................113.1.3WDM技术存在的问题.......................................................................1123.2WDM技术的发展趋势................................................错误!未定义书签。33.2.1光纤技术的新发展.............................................................................1333.2.2WDM系统的容量将向Tbit/s迈进...................................................1343.2.3WDM系统由传统的点到点传输系统向光传送网发展.....................153.2.4国际电信联盟关于OTN的标准化研究.............................................173.3总结..............................................................................................................17结束语........................................................................................................20谢辞........................................................................................................211参考文献.................................................................................................222摘要20世纪90年代以来，随着光纤通信技术的迅速发展，许多学者提出了“全光网络”的概念，其本意是信号以光的形式穿过整个网络，直接在光域内进行信号的传输、再生和交换/选路，中间不经过任何光电转换，以达到全光透明性，实现在任意时间、任意地点、传送任意格式信号的理想目标。本文阐述全光网络的概念、结构以及全光网络中涉及到的关键技术，并经过波分复用(WDM)技术的发展与演变、过渡到自动光交换网、直到当前智能光交换网络的发展历程与发展趋势。关键词：全光网络；WDM技术；自动光交换网络；智能光交换网络2AbstractSincethe1990s,withtherapiddevelopmentoftheopticalfibercommunicationtechnology,manyscholarshaveproposedaallopticalnetworkconcept,whichwasintendedtosignallightformthroughthenetworkdirectlyinlightdomainsignaltransmission,regenerationandexchange/chooseroad,intermediatewithoutgoingthroughanyphotoelectricconversiontoachieveallopticaltransparency,realizeinanytime,anywhere,transmitarbitrarysignalsidealtarget.Thispaperexpoundstheconceptofall-opticalnetworkstructureandinvolvedinallopticalnetworksoftechnique,andthroughWDMtechnologyofdevelopmentandevolution,transitiontoanautomaticswitching,untilthecurrentsmartlightinthecourseofdevelopmentofopticalnetworkingwithdevelopmenttrend.Keywords：AllOpticalNetwork;WDMTechnology;AutomaticOpticalSwitchingNetwork;IntelligentOpticalSwitchingNetwork3第一章全光网络的概述1.1引言据国外统计，骨干因特网的带宽在1997年为622Mbps，1998年是2.5Gbps，1999年突破10Gbps，2000年接近40Gbps；也就是说每经过6-9个月因特网的带宽或业务量翻一番。按照目前单波长光纤系统的传输速率最高为40Gbps考虑，仅因特网的数据流就占满了整个单波长系统的传输容量，更不用说宽带业务和其他多媒体应用了。事实上随着因特网的飞速发展，几乎在网络的所有层面，如企业网、接入网，传输、选路与交换等都在研发与应用高速宽带技术。带宽的“饥渴”极大地促进了密集型光波复用(DWDM)技术的快速发展，基础速率为2.5Gbps/10bps的8波、16波、32波、40波乃至80波的DWDM系统已经商用，所有的波长都落在常规的C带内(1530-1565nm)；此波带又分为蓝带和红带。各个波长或光路的间隔从100GHz(0.8nm)缩小到50GHz(0.4nm)。进一步增加波长数，例如增加到160波以上时需要应用L波带(1565-1625nm)，也就是第4代WDM光纤通信系统。当波长数达到数百量级时各光路间隔将缩小到25GHz(0.2nm)；此时对光源的精度与稳定度，对分光滤波器的分辨率的要求均很高。表1.1给出新世纪开始DWDM系统研发水平的概貌。由表1.1可见10Tbps的总容量业已突破，很多公司例如Ciena公司已在研发16Tbps的系统；而朗讯贝尔实验室的科研人员认为商用的DWDM系统容量最高将达到100Tbps。表1.1DWDM系统研发水平概貌系统容量(Tbps)公司或厂家成果宣布时间波长数每波长传输速度（Gbps）10.9NEC2001年3月2734010.2阿尔卡特2001年3月256407.04西门子/Optisphere2000年10月176406.40NEC2000年10月160405.12阿尔卡特2000年9月12840DWDM系统在长途光传送网中的发展方向是超密集WDM，超大容量和超4常中继距离传输；而在城域光传送网中的发展方向是稀疏WDM，超大容量、短传输距离和价廉的粗WDM（CWDM）系统，也就是和具有第5光窗口的无水峰光纤即新的全波光纤相应的第5代WDM系统。此类光纤系统可利用的光谱是1280-1615nm，是常规可用波长范围的数倍，复用波长数大大增加，从而经济有效地解决网络扩容问题，故WDM系统和技术的发展为全光网络打下了物质基础。1.2全光网络的概念所谓全光网，是指从源节点到终端用户节点之间的数据传输与交换的整个过程均在光域内进行，即端到端的完全的光路，中间没有电信号的介入。全光网的结构示意如图1-1所示。图1-1全光网的结构示意图1.3全光网络的优点基于WDM的全光通信网可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性。它具备如下以往通信网和现行光通信系统所不具备的优点：（1）省掉了大量电子器件。全光网中光信号的流动不再有光电转换的障碍，克服了途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难，省掉了大量电子器件，大大提高了传输速率。（2）提供多种协议的业务。全光网采用WDM技术，以波长选择路由，可方便地提供多种协议的业务。（3）组网灵活性高。全光网组网极具灵活性，在任何节点可以抽出或加入某个波长。（4）可靠性高。由于沿途没有变换和存储，全光网中许多光器件都是无源5的，因而可靠性高。1.4全光网络国外研究概况目前世界各国研究开发中的全光网络主要集中在美国、欧洲和日本。例如前几年开始的美国ARPA(AdvancedResearchProjectsAgency)一期计划(ONTC、AON等)和二期全球网计划(MONET、NTON、ICON、WEST等)；欧洲的RACE(ResearchanddevelopmentinAdvancedCommunicationstechnologiesinEurope)和ACTS(AdvancedCommunicat