光纤通信第六章2014

光纤通信第六章光纤通信新技术光纤通信新技术光纤通信的发展方向主要内容光接入技术相干光通信全光通信（光交换、光放大器）（空间光通信）100G6.1.1基本概念

1．光接入网基本概念及位置所谓接入网就是指端局到用户环路之间的所有机线设备，通常又称为用户网，如图所示。光接入网（OAN）是指本地交换机或远端交换模块与用户设备之间采用光传输或部分采用光传输的系统。接入网在电信网中的位置6.1光接入技术2．OAN的优点与功能优点：（1）减少网路的维护运行费用，降低故障率。（2）利于开发新业务，特别是宽带多媒体业务，加强竞争力，提高业务收入。（3）大大延长传输距离，扩大交换机的覆盖范围。（4）引入OAN后，连接到用户设备的双绞线或同轴电缆段的长度很短，可实现宽带传输，充分利用现有的巨大的网络投资。

功能：OAN可为企事业单位和居民住宅用户服务；OAN工作于多厂家、多类型交换机环境；OAN能提供所有原来铜缆网所提供的业务（主要是2Mbit/s以下速率的业务），并能升级提供图像和数据等宽带业务。6.1.2无源光网络（PON）1．无源光网络（PON）的应用类型与组网

应用类型：按ONU所处的位置不同，可将PON分为3种基本的应用类型，光纤到路边（FTTC），光纤到大楼（FTTB），光纤到家（FTTH）和/或光纤到办公室（FTTO）。2．PON的业务支持能力

PON可支持2.048Mbit/s以下速率的窄带业务，基本业务有下面7种：普通电话业务（POTS）、租用线、分组数据、ISDN基本速率接入（BRA）、ISDN基群速率接入（PRA）、n×64kbit/s和2.048Mbit/s（成帧和不成帧）。可支持宽带业务，诸如单向广播式业务（如CATV业务）、双向交互式业务（如VOD或数据通信业务）和模拟广播业务等。6.2相干光通信技术相干光通信系统：利用先进的调制方式和外差接收构成的一种新型系统。相干光通信系统主要有以下优点。（1）光接收机灵敏度高，中继距离长（2）频率选择性好，通信容量大（3）具有多种调制方式

相干光通信系统的组成与基本原理相干光通信系统由光发射机、光纤和光接收机组成。（1）光发射机光发射机的组成框图如图所示。光发射机框图（2）光接收机光接收机的组成框图如图所示。

光接收机框图6.3光孤子通信技术

8.3.1光孤子通信技术的起源孤子（Soliton）又称孤立波，是一种特殊形式的超短脉冲，或者说是一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲状行波。有人把孤子定义为：孤子与其他同类孤立波相遇后，能维持其幅度、形状和速度不变。

1834年英国海军工程师ScottRussel观察到河面上船过后隆起的水波可以保形传输，从此揭开了孤子理论的研究序幕。

1973年，Hasegawa与Tappert一起从理论上证明了光孤子脉冲能在光纤中保形传输这一现象，这种发现诱发了人们将光孤子作为一种信息载体用于高速通信的遐想。

6.3.2

光孤子通信技术的基本原理光孤子(OpticalSoliton)就是一种具有双曲正割形状的光脉冲，这种脉冲在光纤中传输是利用光纤的群速度色散（GVD）和非线性作用中的自相位调制（SPM）两种影响达到平衡的情况下，从而能保持原来的形状传输。利用光孤子的这种特性，可以实现超长距离、超大容量的光通信。

6.3.3

光孤子通信技术的新进展（1）理论研究进展（2）色散管理孤子（DMS）

DMS比普通孤子系统具有更长的光中继距离，可达120～140km，而普通孤子系统仅为30～50km。

6.3.4

光孤子通信实用化研究进程

20世纪90年代前，孤子技术在实验室完成的.1995年后开始现场试验和实用化研究。现已经日趋成熟并已引起工业界和电信运营商的高度重视，它将是下一代光纤通信的主流方式。6.4全光通信网

6.4.1

全光网的概念全光网是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术，即数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行，而其在各网络节点的交换则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备（OXC）。

6.4.2

全光网的基本结构可以分为光网络层和电网络层。光网络层的拓扑结构可以是环形、星形和网孔形等，交换方式各采用空分、时分或波分光交换。目前国际上所试验的全光网更注重于波分光交换的应用。

6.4.3全光网络中的关键技术（1）光交叉连接设备（OXC）（2）光分插复用器（OADM）

（3）掺铒光纤放大器（EDFA）（4）全光网的管理、控制和运作①网络层与传输层一致的问题。②使用新的监控方法的问题。③协调处理好不同系统、不同传输层之间关系的问题。6.5智能光网络

智能光网络

智能光网络的概念、特点及功能

ASON的网络体系结构

ASON控制平面及其核心技术超长波长光纤通信石英光纤的衰耗目前已接近理论极限值，再无多大潜力可挖。经研究发现，氟化物光纤在波长3.4微米处的衰耗理论极限，可低达10－3dB/km;而金属卤化物光纤的衰耗理论极限可低达10－2～10－5dB/km，若真的实现光纤衰耗小于10－3dB/km，中继距离可达三万多公里，那么实现全球无中继的光纤通信就会成为现实。人们把波长大于2微米的通信称为超长波长光纤通信。其他：光集成技术它和电子技术中的集成电路相类似，是把许多微型光学元件如光源器件、光检测器件、光透镜、光滤波器、光栅等集成在一块很小的芯片上，构成具有复杂性能的光器件；还可以和集成电路等电子元件集成在一起形成功能更复杂功能的光电部件如光发送机与光接收机等。采用光集成技术，不仅使设备的体积、重量大大减少，而且提高了稳定性与可靠性。Tbit以太网发展趋势相比传统商用的掺铒光纤放大器（EDFA），拉曼光放大器（RamanOA）和相位敏感型放大器（PSA）具有更低的噪声指数，是未来通信系统中低噪声放大的重要光放技术。PSA的小信号增益大，噪声小，并可以实现相位再生，这些特性使得PSA对于未来的1T+系统较有吸引力。光纤放大器发展动向现有网络大多基于G.652/655单模光纤，为了适应诸如Terabit高速传输系统，研究者正致力开发具有大有效面积/低非线性、低损耗、扩展传输窗口等特性的新型光纤，以改进