【摘 要】当今时代信息量的快速增长以及信息传送形式的多样性，都对网络提出了更高的要求，WDM全光网以其高速率、大容量、长距离等传送特点，满足了现代通信网的需求。
【关键词】WDM全光网；关键器件；OXC
一、WDM全光网络概述
1.全光网的提出。为了克服电子瓶颈极限问题，提高网络的传输容量和交换容量，20世纪90年代初，人们提出了“移通智能手机
全光网”的概念。全光网是指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，从而有效的避免了“电子瓶颈”的问题，成为了现代骨干网的首选。 2.WDM全光网和WDM传输系统的区别。WDM传输系统只是基于点到点的方式，还没有形成网的概念。WDM全光网是一种基于光域的组网形式，是具有波长选路、波长交换等高级特征的WDM网络。WDM全光网的光层网络节点可以利用波长选路和光交换技术，直接提供对高速数据流进行透明地交叉连接功能；而电层网络用于形成高速数据流并对其中复用的低速和 中速比特流实现交叉连接。这是WDM光通道网络和利用WDM传输的SDH传送网络的重要区别。另外从发展上看，点到点的WDM系统只是“全光网”的第一步。
3.WDM全光网的优越性。WDM全光网络与光/电混合型网络相比极大的提高了网络容量，而且能够满足未来对网络的各种要求，极具发展潜力。和传统的传送网相比，它的优点集中体现在下面几点上：
①波长路由：通过波长选择性器件实现路由选择，从而在各个节点之间建立拓扑连接。
②透明性：网络可以传输各种形式的信号，如在相当宽的范围内任意选择光波长、模拟或数字信号、信号比特率（或频率）等，也可以将SDH传送网、PDH传送网、ATM网络等建立在同一光网络上，共享底层资源，这样可以极大的提高网络的灵活性，降低网络运营成本。
③可扩展性：随着网络业务量和容量的增加，可以在不影响原有网络结构、网络单元和已有通信的情况下扩建网络。
④可重构性：根据网络中连接的需要和业务流量的变化动态地调整光层中的波长资源和光
纤路径资源分配，以充分利用网络资源，实现网络的恢复与自愈，提高网络可靠性。
⑤兼容性：全光网能够支持各种网络设备，传输各种业务，因而可以兼容现有网络，保护原有投资，并且可以满足未来网络和用户的各种需求。
二、WDM网络的链路组成
WDM全光网是由WDM点对点系统发展而来的，其中WDM点对点连接中使用的器件包括了：发送器、接收器、光纤和光纤放大器。如图1所示。当WDM点对点系统需要在光纤中传输更大容量的信息，在交换的一些主要节点上就要充分考虑下载或上传等业务。WDM网络中采用了光交叉连接器和光分插复用器，它们用于提供功率控制、波长检测和连接确认，同样，也可以通过网络控制，上载特定的光通道，通过光交换，输出到指定的输出端口。如图2所示。
图1 WDM点到点系统
图2 WDM从点到点向网络演进
三、WDM全光网的关键器件
全光网的透明性、可扩展性、可重构性等特点，以及高速光传输技术，复用和解复用技术，网络间的OXC技术、波长可调谐等都要靠器件来实现，主要的器件大致有以下几种：
1.光放大器。光放大器的主要作用是在传输过程中需要对信号进行放大处理，以补偿光信号的传输损耗，延长光源和光接收机之间的传输距离。目前被广泛应用于长距离通信系统的是掺铒光纤放大器（EDFA）。EDFA是目前光放大技术的主流，由于掺饵光纤放大器本身的特点，可以代替每个信道一个再生中继器，并且提高光信号，传输的透明性等优点，是实现全光网的关键器件，一经投入使用便大大降低了多波长传输系统的造价。
2.光分插复用器（OADM）。OADM是克服传统的网络中节点的“电子瓶颈”问题的关键器件之一。它的功能是从传输设备中选择出下路通往本地的光信号，同时上路本地用户发往另一节点的光信号，而不影响其他传输设备中的其他波长信道的直通传输。也就是说，OADM的实现功能和传统的电SDH分插复用器在时域内完成的功能类似，但是OADM是工作在光域内的，并且具有透明性，可以处理任何格式和速率的信号，从而使整个光纤通信网的灵活性大为提高。这一点比电ADM更优越。
珠光膜OADM的主要功能可以简单的概括为：光信号直通能力；光通道的上路和下路能力；指配
功能-端口对不同通道的选接能力；组网的自愈保护倒换能力；对光信号的不平坦进行功率衡量；对光信号进行放大。
3.光交叉连接（OXC）。OXC是另一个克服传统的网络中节点的“电子瓶颈”问题的关键器件，也是WDM全光网的核心器件。它主要作用是在光域上实现多个输入和多个输出光信号之间的交叉连接，并按照网络恢复或业务变化的需要，在光纤或波长上完成网络的动态重构，也就是使用较少数量的波长，互连较大数量的网络节点，并且能够自动完成故障隔离、重新选择路由和网络重新配对等操作。
4.波长转换器。在大规模使用WDM进行组网时，特别是通道调度时，当波长相同的信道路由到同一输出链路时，就会产生波长竞争问题，这时就可能需要把某一波长变化为另一波长，或者需要整个波段的变换。光网络中引入波长转换器件，可形成端到端的“波长”通道，可以将光网络上的光信号任意波长和任意模式变换，只要各链路有未被占用的空闲波长，就可通过波长转换器建立通路。因此它在波长路由全光网中有着巨大的作用。
目前的发展趋势是全光波长转换。它被公认为是实现高速、大容量光网络中波长转换的理想方案，全光波长转换模块在接入端应用是对从路由器或其它设备来的光信号进行转换，
将非匹配波长上的光信号转换到符合ITU规定的标准波长上然后插入到光耦合器中；而当它用于波长交换节点时，它对光通路进行交换和执行波长重用功能，因此它在波长路由全光网中有着非常巨大的作用。
5.光开关。光开关是一种具有多个可供选择的输入、输出端口，可以将任意输入端口的光信号转换到任意输出端口的光通路转换器件。光开关不仅可以用作简单的光信号倒换开关，而且也是构成OXC和OADM内部的关键部件。随着全光网络的发展，光开关的结构类型和工作性能也得到了很大发展，利用光开关构成的光交换机可以完成全光网中的光信号路由选择，以实现光信号在光网络上的高速、透明的传输和交换。在光网络中，一切与光通路由有关的动作都是由光开关完成的，在光网络的不同位置，应该选用不同的光开关。如果按在工作原理分，光开关可分为机械光开关、固体波导光开关和其他原理（气泡和液晶）等光开关。从影响业务动态配置和线路故障保护倒换角度分析，光网络需要光开关的动作越快越好，因此微电子机械系统光开关（MEMS）现对于传统的电子设备，具有低成本、快速、体积小、通信容量大、灵活可变、提高网络速度等优点，正是由于MEMS光开关具有这些特点，所以其正在成为构成光网络的光交叉连接器的核心器件。
随着光通信技术的发展，特别是长距离、超长距离传输技术、光交换交叉连接技术、全光波长转换技术以及光交换、光多路复用解复用器等光器件的成熟，全光网最终会走向成熟，成为智能化综合业务网络。
参考文献：
[1]Dan M.Marom，David T.Neilson.Wavelength-selective 1/spl times/K switchesusing free-space optics and MEMS micromirrors软件发布：theory，design时子环，and implementation.IEEE J.Lightwave Technology，2005，23（4）：1620-1630.
[2]Bonenfant P.A.and Jones M.L.OFC 2003.workshop on wavelength selective switching based optical networks.IEEE J.Lightwave Technology，2004，22（1）：305-309.
[3]Fabianek B.硅胶模具制作方法，Fitchew K.Optical network research and development in EuropeanCommunity programs：from RACE to ACTS.IEEE Commun.Mag，1997，35（4）：50-56.
[4]胡先志，余少华.光纤通信基本理论与技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2008：49-5
0.
[5]顾婉仪，李国瑞火筒式加热炉.光纤通信系统[M].北京：北京邮电大学出版社，2006：321-323.
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