全光通信网(总复习)精要.pptxVIP

复 习 串 讲 全光通信网 内容提要 概述 全光通信网组网关键网元 光交换技术 光传送网技术 IP over WDM 自动交换光网络 一. 概述 理解全光网络的概念、特点 理解光网络的热点研究问题、组成和技术发展方向 掌握波分复用系统的工作原理 光网络的基本概念 光 光网络（ON，Optical Network） 全光网络（AON，All Optical Network） 光传送网络(OTN，Optical Transport Network) 2017-3-26 《全光通信网》 2. 光网络的热点研究问题和发展方向 热点研究问题：全光网络组网技术(包括组网设备光开关、OXC和OADM)、光交换技术、光传送网技术、光互联网技术、智能光网络技术等。 光网络组成：光传输系统＋在光域内进行交换/选路的光节点。 技术发展方向：IP层和光层的智能融合，即光网络与数据网的融合及光网络向智能化的发展。 一. 概述 3. 光网络的发展历程 第一代光网络以SDH为代表：点到点WDM传输，光仅用来实现大容量传输，交换和选路在电层实现。 第二代光网络以OTN为代表：在光层实现交换、选路等功能。 第三代光网络以ASON为代表：引入控制平面，实现动态连接及基于信令和策略驱动的智能控制。 一. 概述 链路传输采用光技术，而交换采用电技术； 交换粒度：一般为STM-1（155Mb/s），可对E1 （2Mb/s）分插复用。 第一代光网络：SDH/SONET环网 OXC，OADM+DXC，ADM 驱动力：光传输容量急剧提高，节点处交换量大增 （Tb/s至Pb/s） 第二代光网络：OTN OXC，OADM+router 驱动力：动态带宽分配，集成的智能控制层面。 第三代光网络：智能光网络 WDM技术的出现 波分复用(WDM: Wavelength Division Multiplexing) 在一根光纤中用不同波长的光载波同时传输若干个信道的信号 4. WDM系统的工作原理 一. 概述 利用波分复用器（合波器）在发送端将不同波长的信息光载波合并在一起送入一根光纤进行传输，在接收端，再由另一波分复用器（分波器）将不同的光载波分开。 二. 全光通信网组网关键网元 光开关 光交叉连接设备 光分插复用器 1. 光开关 了解光开关应用范围、分类和主要性能指标 理解MEMS光开关工作原理 理解MZI型热光开关工作原理 光开关应用范围、分类 应用范围：光网络的保护倒换系统、光纤测试中的光源控制、光器件的测试、构建OXC设备的交换核心、光分插复用器、光传感系统、光学测试。 分类：按工作原理不同分为机械式和非机械式。 机械式光开关：依靠光纤或光学元件的移动，使光路断开或关闭。 非机械式光开关：依靠电光效应、磁光效应、声光效应和热光效应来改变波导折射率使光路发生改变，完成开关功能。 1. 光开关 光开关主要性能指标 常见的光开关：MEMS、热光开关、声光开关、液晶光开关、喷墨气泡光开关、全息光开关、液体光栅光开关、SOA光开关等。 开关矩阵的性能指标：交换矩阵的大小、交换速度、损耗、交换粒度、无阻塞特性、升级能力和可靠性。 1. 光开关 单个光开关的性能参数 MEMS光开关工作原理 在硅晶上可出若干微小的镜片，通过静电力或电磁力的作用，使可以活动的微镜产生升降、旋转或移动，从而改变输入光的传播方向以实现光路通断的功能。 1. 光开关 二维MEMS光开关示意图 二维MEMS开关需要N2个微镜来完成N×N自由空间光交叉连接 1. 光开关 3dB定向耦合器 ?1，?2 ?1 ?1(p) ?1, ?2(-p) ?2(-p/2) ?1(-p/2), ?2(-p/2) ?1(p), ?2(-p) ?1(p/2), ?2(-p/2) 不加热时为交叉连接 加热时为平行连接 为相位的变化. MZI型热光开关工作原理 1. 光开关 设信号从I1端输入，则从O1端与O2端输出的透射率分别为： 双MZI型热光开关 2. 光交叉连接设备 理解OXC的主要功能 理解OXC的基本结构和工作原理 理解OXC的主要性能 理解几种主要的OXC结构 ?1 ?2 ?3 ?4 ?1 ?2 ?3 ?4 ?1 ?2 ?3 ?4 ?1 ?2 ?3 ?4 ?1 ?2 ?3 ?4 ?1 ?2 ?3 ?4 光开关 OXC的主要功能 2. 光交叉连接设备 光交叉连接、分插复用和带宽管理、保护和恢复 由输入部分、光交叉连接部分、输出部分、控制和管理部分以及本地上下业务接口5个功能模块构成。 输入部分包括放大器EDFA和波长解复用DMUX，将每根光纤上的光信号放大、分离后送交叉连接矩阵。 输出部分，均功器的作用是对受到不同衰减的光波长信号进行功