光通信技术发展趋势课件.ppt

1、光通信技术发展趋势光通信技术发展趋势OVERIEW网络和技术的发展198019902000 Digital Voice Analog Data X.25 T1 Networks SDH Frame Relay Internet/IP ATM Broadband Technologies电话电话数据数据DataATM,IPTimeTrafficVolumeDataVoiceVoice Centric Data Centric电话电话1970骨干网的变化骨干网传输链路数目骨干网传输链路数目骨干网的带宽骨干网的带宽窄带宽带SDH TDM提供电路复用越来越少的协议越来越少的协议通过通过IP and A

2、TM复用各种服务复用各种服务提供公众服务提供公众服务越来越少越来越少的传输链路的传输链路WDM 实现宽带网络带宽越来越大，网络越来越简单光网络的目标开放的全光网络（WDM和OTN）异步网元SDH网元ATM SWSTM SWRouter发展灵活、可靠、低成本、具有开放结构的光网络未来的光网络OXCIPWDMOXCOXCOXCWDMWDMWDMWDMWDMWDMWDMWDMWDMSDHWDMWDMOADMOADMWDMWDMOADMOADMATMSDHIPATMSDHATMIPATMIPSDHSDHIPSDHIPATMIPOXC:光交叉连接设备光通信技术发展趋势新技术和新系统新型光纤的发展zWDM

3、的特性（1550nm窗口多信道传输）造成普遍使用光纤换代。z常规光纤G652色散过大，在1550nm为20/ps/km。z色散位移光纤G653在1550nm色散为零，整个1550nm频段色散太小，容易形成非线性光信号损伤。z理想的传送WDM信号的光纤：色散较小可以保证信号传送相当远的距离，但又满足不形成非线性效应的较大色散的要求。新型光纤G655光纤G.655光纤（光纤（非零色散位移光纤 NZDSF）1）ITU-T 色散(1530-1565 nm)0.1 D 6ps/nm.km 模场直径 8-11 m 2）康宁(LEAF-大等效面积光纤）陆缆：零色散波长(1510 nm)模场直径 9.6 m

4、Aeff 72 m2 色散(1530-1565 nm)1 D 6ps/nm.km 海缆：零色散波长(1585 nm)模场直径 9.6 m Aeff 72 m23）朗讯（真波光纤）Aeff 55 m2 新型光学器件的发展z 光放大器的发展：EDFA的增益带宽将来不够用，需要更宽频带的增益范围。发展方向是利用拉曼效应的光纤放大器、具有红带和蓝带的EDFA光纤放大器和半导体光放大器（SOA）。合波器SOA滤波器S信号P泵浦0信号SP0利用四波混频实现光信号在SOA中的放大，没有带宽限制光分插连接器（OADM）的出现z 点对点WDM中间节点需要背对背光终端设备上下光信号。z 光信号直接上下WDM链路提

5、高效率和降低费用。z 提供WDM组网和保护机制。z 推进WDM系统的发展。z 利用OADM的点对点系统。光交叉连接器的研究z 利用空分交换和SOA等技术实现光信号的交叉连接理论上可行的。z 一些设备研制厂商已经研制出设备原型。z 对于共同波长交叉，可以采用光学手段，非共同波长目前需要波长转换设备。z 未来是全光转换和波长路由。T1T2TnT3z 利用空分交换和SOA等技术实现光信号的交叉连接理论上可行的。z 一些设备研制厂商已经研制出设备原型。z 对于共同波长交叉，可以采用光学手段，非共同波长目前需要波长转换设备。z 未来是全光转换和波长路由。T1T2TnT3T1 T2 T3Tn基于TDM的电

6、交叉连接器12n312n31 2 3n基于光学手段的光交叉连接器DWDM在长途干线的应用z目前大量利用，主要是点对点形式。z未来将普遍使用，网络拓扑主要为环网和格形网。目前WDM网络SDH RouterATMOADM环发展中的WDM网络OXCOXCRouterSDHATM未来的光传送网WDM在本地网中的应用z本地网节点间距离较短，WDM的光中继的优势消失。z在城市建设费用增大条件下，光缆费用远小于工程费用。z在大城市、光缆较为紧张的本地网和用户需要利用光纤组建自己的虚拟专网（VPN）是，WDM可率先在本地网中应用。z虚拟光纤的出租是将来本地网提供业务的一个方向。WDM在本地网应用示例（1）TE

7、RMTERM38 miles1234567892412345678924 EMSSTM4 and STM16 Interfaces19 dB65 km无线路放大器、功率放大器、前置放大器局间光接口WDM在本地网应用示例（2）POPHOTELWorking RouteProtect RouteOTERM局端局端 旅店旅店OTERMOTERMOTERM本地网多色环12345678910111213141516123456789101112131415161234567891011121314151612345678910111213141516123456789101112131415161234

8、56789101112131415161234567891011121314151612345678910111213141516光通信技术发展趋势未来光传送网结构光传送网（OTN）参考点iRS-MSM-SiM PI-SMM PI-RM1,nM PI-RMM PI-SMM PI-SMM PI-RM1,nSM-SRS-MRS or RS-MSS or SM-SSSRSONE(OA)ONERMSMONESMRM1,nOTN光接口WDMSubnetwork 1Subnetwork 2Subnetwork 3Connector WDMWDMWDMMultichannelSingle channelSh

9、ort-range WDMOSNIOSNISingle channelMultichannelWDMSimple OADMOTN网络结构和参考模型NODENODENODENODEOLAOLAOLAOLAOLAOLAOLA=Optical Line Amplifierdd=distance between Optical Amplifiersn=number of Optical Amplifiers between adjacent nodesN=total number of Nodes and End NodesTotal length of HRM=(N-1)(n+1)d+mdClien

10、t SignalAdaptor(Source)Client SignalAdaptor(Sink)ddSingleChannelSingleChanneld?=single channel span distancem=number of single channel spansOTN网络拓扑OTN具有3R/2R的OADM环网OTN节点模型Regeneration(1R(unlikely),2R,or 3R)and/or frequency translationOptical AmplifierProgrammable Add/Drop CapabilityM10M11M20M21M10M1

11、1M20M21M21M21光传送网中的再生器OpticalSub-networkInterface3R3R3RDWDM sub-network-i3R3R3RDWDM sub-network-jWDM MuxWDMDmuxSSS光通信技术发展趋势光传送网支持数据业务发展传送主要业务由话音向数据变化Voice-Optimized减少电路交换投资；增加高速数据包/信元交换投资。TimeTrafficVolumeDataVoice支持数据传送网的结构Improved efficiency and controlz面向通道的WDM光网络和数据网络y波分复用光网络利用物理通道y数据网络利用逻辑通道z产生

12、和分配逻辑和物理通道z管理光接口和服务WDM Optical NetworkATMSONET/SDHSONET/SDHIPIPIPATMIPIntelligent Layer Internetworking光接口定义Optical NetworkATMIPSONET/SDH未定义未定义正在研究正在研究已定义已定义ATMIPATM业务通过WDM环传送 Capacity without ring upgrade Costs are driven by tributaries Independent topologies Independent protectionATMATMSTM16ATMn x

13、 Lambda用户网络光接口z数据是光网络的用户z开放的接口增强互通性z随着光网络的发展保持稳定z基于SDH接口Data运营者运营者 XDataOptical Network运营者运营者 Z运营者运营者 YO-UNIO-UNI对客户信号的适配z减小对客户层的依赖z对客户信号进行适配Data NetworkData NetworkOptical NetworkOptical NetworkAdaptationAdaptationAdaptationAdaptationLink Mgmt/Mgmt SvcsPhysicalInterfacesOptical Internetworking Reference Model动态带宽管理Data Networking ElementOptical Networking ElementBW Setup RequestBW Setup AcknowledgeBW Provision CompleteBW Provision AckData NetworkOptical NetworkParameter Negotiation光网络和世界标准化组织ANSIT1X1ITU-TITU-TATMForumIETFOpticalInternetworkingForumIEEE