光纤通信新技术1.ppt

1、,第一讲 光波分复用,光纤通信新技术,光波分复用技术,空分复用SDM 时分复用TDM 频分复用FDM 码分复用CDM 波分复用WDM 光码分复用OCDM 副载波复用SCM,副载波复用模拟电视光纤传输系统,光波分复用技术,光波分复用(WDM) 在一根光纤中同时传输多个波长光信号的技术。 其实质是频分复用，一般情况下，若信道间隔 较大（100GHz），则称为波分复用。 WDM技术对网络升级、发展宽带业务、充分发掘光纤宽带潜力、实现超高速光纤通信具有十分重要的意义。,光波分复用技术,光波分复用(WDM) 波分复用(WDM) 波长间隔在几十到几百纳米；采用普通的光纤WDM耦合器对复用信道解复用。 密集

2、波分复用(DWDM) 波长间隔为0.8nm的整数倍（0.8nm,1.6nm,2.4nm),一般不超过10nm（对应的频率间隔为100GHz）；采用波长选择性高的光栅解复用器对复用信道解复用。 光频分复用(OFDM) 波长间隔为0.11nm（对应的频率间隔只有几吉至几十吉赫兹）；实现较为困难，需采用相干光检测技术。,WDM系统的构成,系统容量BL=(B1+B2+BN)L,Canal 0 = 1548.51 nm et 1550.12 nm et 1559.79 nm et = 1560.61 nm,WDWM采用的波段,16通路WDM光纤数字传输系统通路标称中心波长及频率,32通路WDM传输系统连

3、续频带通路标称中心频率及波长,光波分复用技术,WDM技术的主要特点： 充分利用光纤的巨大带宽资源（ 30THz ）。 可同时传输多种不同类型的信号。 节省线路投资。 降低器件的超高速要求。 具有高度的组网灵活性、经济性和可靠性。,WDM系统的基本结构,光波分复用系统的主要设备,光转发器(OUT) 波长转换器，把非标准波长转化为标准波长。 OTU按其在WDM传输系统的位置分为发送端OTU、作为再生中继器的OTU和接收端OTU。 目前商用的仍然是光-电-光的转换方式。,开放式WDM系统(Tx为具有G.957/G.691光口的SDH终端设备),集成式WDM系统(Tx、REG分别为具有G.692光口的

4、SDH终端、中继设备 ),光转发器,光波分复用系统的主要设备,光波分复用器(合波器)与解复用器(分波器) 角度色散型 光滤波器型 光纤耦合器型,光波分复用器与解复用器,角度色散型 DWDM系统中最常用的角度色散器件为光栅。 多波长的光信号入射到一个反射光栅上，光栅对不同波长的光衍射角度不同，利用一个透镜，可将不同波长的光聚焦到不同的光纤中。,棱镜折射分光解复用,光栅衍射解复用,光栅型解复用器解复用路数多、插损较小、分辨率较高，被广泛应用于DWDM系统中。,光纤布喇格光栅复用,具有高波长选择性，易于光纤耦合，插入损耗低，结构简单，体积小。,光波分复用器与解复用器,光滤波器型 基于光学干涉原理实现

5、分波与合波。 干涉膜滤波器型 Mach-Zahnder滤波器型 阵列波导光栅,多层干涉DTF滤波器型,Mach-Zahnder滤波器型,适合用于宽带滤波，也可通过级联几个MZI实现窄带滤波。,阵列波导光栅解复用器（AWG）,插入损耗低，通带平坦，容易集成，在WDM全光网中具有多种用途。,40通道AWG DWDM,光波分复用器与解复用器,光纤耦合器型 分为两类： 将多路信号混合在一起，再强度等分地分给多个用户，不要求对波长具有选择性。 可以制成波分复用/解复用器，具有波长选择特性。 分为T形耦合器、定向耦合器、星形耦合器。 高端口数目的耦合器可用低端口数目的耦合器复合而成。,光纤定向耦合器,单模

6、光纤熔锥型波分复用器,输出功率,光纤2输出,光纤1输出,输入功率,4-WDM（4*4星型耦合器）,各种WDM器件性能比较,WDM系统的传输方式点对点,双纤单向WDM传输,WDM系统的基本构成点对点,单纤双向WDM传输,双向传输的信号采用不同波长，实现双向全双工。,WDM网的分层结构,WDM光网络,SDH网络,光通道层,光复用段层,光传输段层,SDH层,WDM层,WDM层功能,光通道层：为业务信号提供光通道上端到端的透明传送。 提供灵活的光通道层连接； 重新安排适配及开销处理。 光复用段层：为多波长信号提供系统功能。 完成其多波长复用段适配和开销处理； 为保证复用段的操作管理提供监测。 光传输段

7、层：为光信号提供在各种光纤上传输的功能。 光放大； 光在传输中的色散进行监视和管理。,光波分复用技术的发展,DWDM高速传输系统研究的最新成果,国内各大通信公司光传输产品,武汉邮科院成功实施中国首个8040G DWDM系统实用化工程（2006）,光纤容量的增长,第二讲 光放大与相干光通信技术,光纤通信新技术,数字光电中继器原理框图,光放大技术,光电中继器 采用O/E/O方式实现光信号的再生。 设备复杂、体积大、耗能大。 在多信道复用和双向复用光纤通信系统中，这种中继方式将变得十分复杂和极其昂贵。,光放大技术,全光中继器-光放大器 半导体激光放大器 非线性光纤放大器 掺杂光纤放大器,光放大技术,

8、半导体激光放大器（SLA） 在半导体激光器芯片两端镀上增透膜而形成。 偏置电流需靠近阈值且略小于阈值。 采用电泵浦，实现粒子数反转分布，产生受激辐射完成光的放大。,光放大技术,非线性光纤放大器 利用光纤中的非线性效应，例如受激喇曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)完成光的放大。 对光纤注入泵浦光，泵浦光能量通过SRS或SBS传送到信号光上，同时有部分能量转换成分子振动(SRS)或声子(SBS)。 一个弱信号与一个强泵浦光同时在光纤中传输，并使弱信号波长置于泵浦光的增益带宽内，弱信号就可被放大。 分为光纤喇曼放大器（FRA）和光纤布里渊放大器（FBA）两种。,光放大技术,非线性光纤放大器

9、FRA与FBA的区别： FRA可同向或反向泵浦，FBA只可逆向泵浦。 FBA的斯托克斯移动要比FRA小三个量级。 FRA的增益带宽约为6THz，而FBA的增益带宽只有30100MHz。,光放大技术,掺杂光纤放大器 利用掺入石英光纤的稀土离子作为增益介质，在泵浦光的激发下形成粒子数反转分布，实现光的放大。 放大器的特性主要由掺杂元素（ Er3+ 、 Pr3+ Nd3+)决定。其中掺Er3+光纤放大器工作波长为1.55um，掺Pr3+和Nd3+的光纤放大器工作波长为1.31um。,光纤放大器构成,光放大技术,掺铒光纤放大器（EDFA） 由掺铒光纤、泵浦光源、光耦合器和光隔离器构成。 掺饵光纤放大器

10、是利用铒离子在泵浦光作用下产生粒子数反转而对入射光信号提供光增益。,光放大技术,掺铒光纤放大器的优点 工作波长正好落在光纤通信最佳波段（15001600nm）。 主体是一段光纤，与传输光纤耦合损耗小。 增益高，饱和输出光功率大，增益特性与光偏振状态无关。 噪声指数小，多信道传输时，隔离度大，无串扰，适于波分复用系统。 频带宽，可进行多信道传输，有利于增加传输容量。,实用光纤放大器外形图及其构成方框图,激光器驱动输入,EDFA实物,中兴光电子Mini EDFA,DWDM用低噪声光纤放大器模块（16波）,CATV用掺铒光纤放大器,光放大技术,掺铒光纤放大器的应用 在线放大器（LA）,光纤放大器的应

11、用形式中继放大器,“掺铒光纤放大器(EDFA)+密集波分复用(WDM)+非零色散光纤(NZDSF，即G.655光纤)+光子集成(PIC)”正成为国际上长途高速光纤通信线路的主要技术方向。,掺铒光纤放大器的应用,前置放大器（PA） 后置放大器（BA）,光纤放大器的应用形式前置放大器和后置放大器,后置放大器,前置放大器,掺铒光纤放大器的应用,局域网的功率放大器,EDFA在DWDM系统中的级联,相干光通信技术,光强调制-直接检测（IM-DD） 调制解调容易，成本低。 不能充分利用光纤的带宽，接收灵敏度低，传输距离短。 相干光通信 信号可以以调幅、调频或调相的方式调制到光载波上，利用零差或外差技术检测

12、信号。 关键要产生相干光。,IM/DD系统,强度调制直接检测系统（Intensity Modulation /Direct Detection）是最简单的一种传输方式，目前大多数的光纤通信系统都采用这种传输技术。 “强度调制”是指在发送端，用电的脉冲信号来控制光源，使其按照信号的强弱发光或者不发光； 直接检测是指在接收端用光电检测器直接检测光的有无，再转化为电信号。,相干光通信系统的组成,ASK、 PSK和FSK调制方式比较,相干光通信的调制技术,相干光通信的调制技术,幅移键控(ASK) ASK相干通信系统必须采用外调制器来实现，如果采用直接光强调制，幅度变化将引起相位变化。 外调制器通常用钛

13、扩散的铌酸锂(Ti: LiNbO3)波导制成的马赫-曾德尔(MZ)干涉型调制器。 相移键控(PSK) 频移键控(FSK),相干光通信的检测技术,相干检测的工作原理 到达接收端的信号光场为 本振光场为 光电流为 其中，IF= 0- L，称为中频。 本振信号可使接收光信号得到放大，称为本振增益。这使接 收机的灵敏度大大提高。,相干光通信的检测技术,零差检测 本振光与信号光频率相等时，中频为零，称为零差检测。,相干光通信的检测技术,外差检测 本振光与信号光频率不相等时，称为外差检测。,相干光通信技术,中频检测 外差同步解调 灵敏度高 外差包络（异步）解调 简化了接收机的设计， 技术上容易实现,图7.

14、43 不同调制方式外差接收机量子极限误码率,相干光通信技术,相干光通信的优点 接收灵敏度高，比IM-DD系统高1025dB（采用了调制技术），可大大延长中继距离。 PSKFSKASK(3dB) 零差外差(3dB) 具有很好的频率选择性（中频波段的窄带滤波器制作容易），可实现信道间隔110GHz的DWDM，从而有效增加传输容量。,相干光通信技术,相干光通信的关键技术 光源的频率稳定性和频谱纯度问题。 长外腔(LEC)激光器 分布反馈(DFB)激光器 分布布拉格反射(DBR)激光器 接收信号光波和本振光波必须匹配。 空间匹配、波前匹配和偏振方向匹配,相干光通信技术复杂，成本较高、离实用化尚有距离。

15、,第三讲 光孤子通信技术,光纤通信新技术,光孤子通信,孤立波 1834年，英国科学家罗素（Russell)首次提出了孤立波的概念。 孤立波实际上是某些非线性偏微分方程的一类特解，它是一种在传输过程中形状和速度均保持不变的脉冲波。 孤立波在相互碰撞后仍保持各自原来的形状和速度，好像是些粒子，所以也称为孤立子（soliton)。 孤立波解往往与非线性色散波方程相联系，它反映了自然界一种相当普遍的非线性现象。,光孤子通信,光孤子 1973年首先由Hasegawa（长谷川）提出；1980年Mollenaner在实验上首次证实了光纤中光孤子的存在。 所谓光孤子是经过光纤长距离传输后，其幅度和宽度都不变的

16、超短光脉冲。 光孤子与一般的光脉冲不同，它的脉冲宽度极窄，而其功率又非常大。 光孤子在传输过程中脉冲不会改变形状，或者会周期性地改变形状；前者称为基态孤子，后者称为高阶孤子。,光孤子通信,光孤子的形成 在光纤中传输高功率窄脉冲光信号时，由于非线性效应(自相位调制SPM)和色散效应(群速度色散GVD)的相互抵消作用，可产生光孤子。,光孤子通信,SPM引起的啁啾（脉冲被线性调频）,色散引起的脉冲展宽,正常色散区,反常色散区,光脉冲在反常色散光纤中的传输,对反常色散光纤，群速度与光波载频成正比。 具有正啁啾（红头紫尾）的光脉冲通过反常色散光纤时，脉冲被压缩。 具有负啁啾（紫头红尾）的光脉冲通过反常色

17、散光纤时，脉冲则被展宽。,光孤子通信,光孤子的形成 考虑到非线性效应，传输常数可展为以下级数： 适当选择相关参数，可使光纤色散和非线性效应相互抵消，因 而输入脉冲宽度保持不变，形成稳定的光孤子。,与色散有关,与非线性效应有关,光孤子的传输特性,1.光强很低时（N1），脉冲主要表现 出光纤的色散效应，不存在光孤子。 2.当N=1时，对应于一阶光孤子，非线 性正好抵消了由于光纤色散引起的展宽 效应，结果在光纤没有损耗的情况下，脉冲沿光纤传输时波形保持不变。,光孤子的传输特性,3.当N1时，产生高阶光孤子（N阶）， 脉冲形状在传输过程中显示出周期性的变化。,光孤子通信系统的组成,孤子源：掺饵光纤孤子

18、激光器、锁模半导体激光器 输出功率较大，脉冲很窄（ps量级）的变换限制双曲正割或高斯型超短脉冲串。 孤子能量补偿放大器：EDFA 光强度下降到一定值时,非线性效应减弱,影响孤子形状. 光纤传输系统：孤子传输光纤，孤子脉冲信号检测接收单元。,图 7.37 光孤子通信系统和实验系统 (a) 光孤子通信系统构成方框图； (b) 循环光纤间接光孤子实验系统图,光孤子通信系统的容量,光孤子通信的优越性,光孤子通信克服了色散的制约，适用于超长距离、超大容量通信系统。 容量大、频带宽、增益高，可从根本上改变现有通信中的光电器件和光纤耦合所带来的损耗接口不方便 。 没有使用电子元件，可以工作在很高的温度下工作

19、，甚至是1000的高温。,事实上,对于单信道系统来说,光孤子系统性能不如零色散波长的常规系统,但由于可用于DWDM 系统,因此具有更广阔的应用前景.,与普通光纤通信系统不同的技术问题,EDFA（掺饵光纤放大器） 光孤子在使用EDFA的系统中能稳定传输的特性是光孤子通信能实用的一个关键。因为光纤的损耗不可避免的消耗孤子能量，当能量不满足孤子形成的条件时，脉冲丧失孤子特性而展宽，需要通过EDFA给孤子补充能量，孤子即自动整形。利用孤子这一特性，可进行全光中继，不再需要像常规光纤通信系统那样在中继站进行光-电-光的转换，实现了全光传输，一般每3050km加一个EDFA，是一种集总式能量补充方式。,与

20、普通光纤通信系统不同的技术问题,预加重技术 预加重技术，也称为动态光孤子通信。在放大器的间距与孤子的特征长度可比拟时，如果使进入光纤的脉冲峰值功率大于基态孤子所要求的峰值功率，则所形成的孤子也能长距离稳定传输，这种技术通常被称为预加重技术，也称为动态光孤子通信。,与普通光纤通信系统不同的技术问题,抑制戈登-豪斯效应 所谓戈登-豪斯效应是一种抖动。放大器的自发辐射噪声，是一种不可避免的热噪声，它与孤子相互作用后，造成孤子中心频率的随机抖动，进而引起孤子到达接收端的抖动，即戈登-豪斯效应。这一效应会限制孤子传输系统的容量(3104Gbitkm），是放大器间隔等系统指标的重要因素。解决的办法是在放大

21、器后加一个带通滤波器即能较好的抑制戈登一豪斯效应。,与普通光纤通信系统不同的技术问题,光孤子复用 光孤子也可实现波分复用，即利用不同波长的光孤子在同一光纤中传输。也可利用不同偏振方向的光孤子在同一光纤中传输，即偏振复用，进一步提高传输质量和容量。,国内外光孤子通信走向动态,光孤子通信研究的三个阶段 19731980年为第一阶段：美国贝尔实验室的A.Hasegawa 于1973年提出将光孤子应用于光通信的设想，至1980年Mollenaner在实验上首次证实了光纤中光孤子的存在。 19811990年为第二阶段：主要工作是关键部件的研制，第一支色心锁模孤子激光器CCL，揭开了实验研究的序幕。 19

22、91年现在为第三阶段：主要工作是建立实验系统并向实际应用迈进。半导体激光器和EDFA在光孤子通信试验系统中的成功应用，拉开了光孤子通信走向实用化的序幕。 科学家认为，本世纪初，全光通信将走向实用化。,光孤子通信在美国和日本的实用化进程,美国贝尔实验室Mollenaner研究小组的实验系统是世界上最早的光孤子实验系统。 1995年，在日本东京地区的光纤局域网上，NTT公司首次实现了10Gbit/s、 2000km的光孤子现场直通测试，从而将实验室内的实验转升为现场实验，为实用化进程迈出了十分重要的一步。 美国贝尔实验室已成功地将激光脉冲信号传输了5920km，还利用光纤环实现了5Gbit/s、传

23、偷15000km的单信道孤子通信系统和传输11000km总码速达到10Gbit/s的双信道波分复用孤子通信系统；美国光谱物理公司已制成能产生410-13s的孤立波脉冲信号器件。 日本利用普通光缆线路成功地进行了超高20Tbit/s、远距离1000km孤立波通信；日本电报电话公司在1992年推出速率为10Gbit/s、能传输12000km的直通光孤子通信实验系统。,光孤子通信在中国,1994年掺饵光纤放大器在武汉通过鉴定。 使2.488Gbit/s系统具有跨越100250km无中继距离的能力。 1999年“863”研究项目“OTDM光孤子通信关键技术研究”通过了专家验收。 采用色散补偿光纤对光脉

24、冲进行压缩； 采用2.5Gbit/s20Gbit/s的光信号复用； 从20Gbit/s的复用系统中提取2.5Gbit/s电时钟； 采用非线性光学环路实现2.5Gbits20Gbits的解复用； 采用啁啾光栅对20Gbits信号在标准单模光纤中传输105km后造成的色散进行补偿。 研制2.5Gbits锦酸钾强度调制发送单元； 成功地进行了20Gbit/s、105km的光纤传输。,光孤子通信展望,实用光孤子通信面临的困难,认识上的分歧 光孤子通信在工程和商业上的应用价值是一个存在争议的一个论题，有些争议可归咎于光孤子通信理论研究初期对这种通信方案的过分夸张，可是实际上并没有如此理想和特殊的魔力；更

25、主要的是由于EDFA的问世并走向国际光通信市场，在宽带EDFA通道内采用全光线性WDM技术同样可以实现高速长距离通信(最高已达40GbPs)。尽管如此，以法国新兴的Algety电信公司为代表的一方仍确信对40GbPs和更高的传输速率确实需要采用光孤子技术。 理论和技术上的不完善 目前，在光孤子理论的许多方面仍很不深入。如孤子的碰撞、裂变及散射、半导体掺杂光纤及各种饱和光纤中的孤子传输问题等；在技术上也有一些问题需要进一步研究解决，例如光孤子通信的码型与目前ATM、SDH、路由器等网络设备不一致，从而产生互操作的问题。,第四讲 全光网络,光纤通信新技术,通信网的发展趋势,数字化 综合化 宽带化,

26、光纤通信,传统电信网示意图,光纤通信网络应用,传输网 接入网 有线电视系统CATV 大楼综合布线系统 校院网(局域网),我国传输网分：,国家一级干线（连接国内各个省之间的电信线路） 国家二级干线（或称省级干线，连接省内地区或市的电信线路） 本地线路（或称本地网，地区内或市内连接各电信局的电信线路）,Page 100,ADSL,CATV,目前的接入网,Page 101,三网融合的趋势,宽带光接入,PSTN/ISDN,ADSL,CATV,光纤接入网,4种基本应用类型 光纤到路边(FTTC) 光纤到大楼(FTTB) 光纤到办公室(FTTO) 光纤到家(FTTH) 光纤同轴电缆混合网HFC(Hybri

27、d Fiber Coax),光接入网的拓扑结构,光纤分配网,要求光纤通信系统能将信号分配给多个用户，例如市话网、CATV网、B-ISDN网等。 实际的光纤分配网一般都采用光缆网与电缆网混合的形式，主干线采用光纤分配，而小区内则采用电缆分配。,光纤局域网（LAN）,光纤局域网是利用光纤将相对位置较近的 (l 0km)用户连接起来，实现相互间的数据通信。 光纤分布式数据接口FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 高速以太网,八纵八横光纤网,接入网,SDH 传 送 网,传送网就是完成传送功能的手段，当然传送网也能传递各种网络控制信息。传送网主要指逻辑功能意义上

28、的网络. 传输网具体指实际设备组成的网络，是从信息信号通过具体物理媒质传输的物理过程来描述。,全光通信网（WDM光网络）,光传送网（OTN） OTN是一种以WDM为核心，由光分插复用（OADM）、光交叉连接（OXC）以及光放大（OA）等设备组成的新型通信网络传输技术。又称为WDM全光通信网。 OTN不限定网络的透明性，其最终目标是全透明的全光网络。,全光通信网OTN,全光通信网,光传送网的优点： 提高了网络的传输容量。 提高了网络节点的吞吐量。 提供了透明光平台。,今天， 在核心网内以光纤为传输媒质，采用DWDM技术实现宽带传输，同时采用光交换技术构成全光通信网，已成为现实。,SONET/SD

29、H,IP over DWDM,光网络的发展,光网络发展进程,几个概念,ASTN(Automatically Switched Transport Network)：在选路和信令控制之下完成自动交换功能的新一代智能光网络 通用多协议标记交换光网络：让网络智能通过网络核心再延伸到网络边缘 光突发交换网：由电路交换到分组交换技术的过渡技术，结合了两者的优点且克服了两者的部分缺点 光标记交换网：利用各种方法在光包上打上标记，在交换节点上根据光标记来实现全光交换。 光分组交换网：,SDH传送网分层模型,电路层网络 通道层网络 高阶通道层网络 低阶通道层网络 传输媒质层网络 段层网络：为了保证通道层的两个

30、结点间信息传递的完整性。 物理媒质层网络(简称物理层)：指具体的支持段层网络的传输媒质，如光缆或无线。,SDH传送网的分层模型,电路层网络,传送网,示例,SDH传送网分层模型如下图所示。自上而下依次为电路层网络、通道层网络和传输媒质层网络。,传送网的功能结构,SDH网的物理拓扑,线形 星形 树形 环形 网孔形,1. 线形 将通信网的所有站点串联起来，并使首末两个点开放， 就形成了线形拓扑。在这种拓扑结构中，要使两个非相邻点之间完成连接， 其间的所有点都必须完成连接功能。这是SDH早期应用的比较经济的网络拓扑形式，首末两端使用终端复用器(TM)，中间各点使用分插复用器(ADM)。,2. 星形 当

31、通信网的所有点中有一个特殊的点与其余点以辐射的形式直接相连，而其余点之间相互不能直接相连时，就形成了星形拓扑，又称枢纽形拓扑。在这种拓扑结构中，除了特殊点外的任意两点间的连接都是通过特殊点进行的，特殊点为经过的信息流进行路由选择并完成连接功能。这种网络拓扑可以将特殊点(枢纽站)的多个光纤终端综合成一个，具有灵活的带宽管理， 能节省投资和运营成本，但是在特殊点存在失效问题和瓶颈问题。,3. 树形 将点到点拓扑单元的末端点连接到几个特殊点就形成树形拓扑。树形拓扑可以看成是线形拓扑和星形拓扑的结合。这种拓扑结构在特殊点也存在瓶颈问题和光功率预算限制问题，特别适用于广播式业务， 但不适用于提供双向通信

32、业务。,4. 环形 将通信网的所有站点串联起来首尾相连，而且没有任何点开放，就形成了环形网。将线形结构的两个首尾开放点相连就变成了环形网。在环形网中，要完成两个非相邻点之间的连接， 这两点之间的所有点都必须完成连接功能。环形网的最大优点是具有很高的网络生存性，因而在SDH网中受到特别的重视。,5. 网孔形 当通信网的许多点直接互连时就形成了网孔形拓扑。 如果所有的点都直接互连时就称为理想的网孔形。在非理想的网孔形中，没有直接相连的两个点之间需要经由其它点的转接功能才能实现连接。网孔形的优点是不存在如星形拓扑那样的瓶颈问题和失效问题，两点间有多种路由可选；缺点是结构复杂、成本较高。,自愈网,PD

33、H系统：线路保护倒换方式 SDH系统：自愈环 通道倒换环：是否倒换以每一个通道信号质量的优劣而定，往往使用专用保护，即正常情况下保护段也在传业务信号 复用段倒换环：以每对结点的复用段信号质量的优劣来决定是否倒换，往往使用公用保护，即正常情况下保护段是空闲的,1. 二纤单向通道倒换环 二纤单向通道倒换环如图所示。通常单向环由两根光纤来实现，S1光纤用来携带业务信号，P1光纤用来携带保护信号。,首端桥接， 末端倒换,2. 二纤单向复用段倒换环,APS(Automatic Protection Switching)协议,3. 四纤双向复用段倒换环,4. 二纤双向复用段倒换环,WDM 光 网 络,WD

34、M技术极大地提高了光纤的传输容量，随之带来了对电交换结点的压力和变革的动力。为了提高交换结点的吞吐量，必须在交换方面引入光子技术，从而引起了WDM全光通信的研究。 WDM全光通信网是在现有的传送网上加入光层， 在光上进行分插复用(OADM)和交叉连接(OXC)，目的是减轻电结点的压力。由于WDM全光网络能够提供灵活的波长选路能力，又称为波长选路网络(Wavelength Routing Network)。,基于WDM和波长选路的光网络,E-XC：电的交叉连接设备 OLT：光线路终端,光传输网的分层结构,SDH网络 WDM光网络 光传送网络,光通道层,光复用段层,光传输段层,全光通信网,光通道层 为不同格式的用户信息（PDH、SDH、ATM或IP）提供端到端透明传送的光信道网络功能。 为灵活的网络选路重新安排信道连接； 为保证光信道适配信息的完整性处理光信道开销； 为网络层的运行和管理提供光信道监控功能。 为保证网络的生存性能力，在故障发生时，通过重新选路来实现保护倒换和网络恢复。,全光通信网,光复用段层 为多波长信号提供网络功能。 为灵活的多波长网络选路重新安排光复用段连接； 为保证多波长复用段适配信息的完整性处理光复用段开销； 为段层的运行和管理提供光复用段监控功能。,全光通信网,光传输段层 为光信号在不