全光網

1、全光網是指光信息流在網中的傳輸及交換時始終以光的形式存在，而不需要經過光/電、電/光轉換。

2、所謂全光網,是指信號只是在進出網絡時才進行電光和光電轉換,而在網絡中傳輸和交換的過程信號始終以光的形式存在

3、由於光纖傳輸的成功和優越性，國家通信網有從電通信網逐步進化為光通信網的傾向，稱為全光網。實踐表明，光通信比電通信有利，在通信領域，光通信是未來的發展趨向。

4、WDM的應用只是點到點的方式還沒有“網”的概念但ITUT正在做工作試圖形成一個光層的網絡，也稱為全光網。從組網技術的發展來看傳輸網的下一步發展應是在SDH電層面以下建設全光網層面，屆時傳輸網將在拓撲上分為光、電兩層面。

5、為了和應用中的光通信網絡相區別我們把具有上述性能的光通信網絡稱為全光網。

全光網的主要技術有光纖技術、SDH、WDM、光交換技術、OXC、無源光網技術、光纖放大器技術等

6、為此,網絡的交換功能應當直接在光層中完成,這樣的網絡稱為全光網.它需要新型的全光交換器件,如光交叉連接(OXC)、光分插複用(OADM)和光保護倒換等

全光網是以光節點取代現有網絡的電節點，並用光纖將光節點互聯成網，採用光波完成信號的傳輸 交換等功能，克服了現有網絡在傳輸和交換時的瓶頸，減少信息傳輸的擁塞 延時 提高網絡的吞吐量。

全光網已被認為是未來通信網向寬帶大容量發展的優選方案。

全光網由光節點、光鏈路、光網絡管理單元等構成。

光節點是重要的網元，主要有兩種類型：光接入節點和光交換節點。光接入節點，具有光信道的選擇特性；而光交換節點，適用於作為網狀型網的光節點及兩個環形網之間的連接節點。

光接入節點的基本功能：1）光信道進入網絡和從網絡下路；2）非本地信息直接旁路，不在本地節點上進行處理，貫通而過；3）光信道的性能監測、故障檢測、保護和恢復。4）對網絡的管理和控制。5）具有好的透明性，適應不同種類的、不同格式的、不同傳輸速率的本地信息，暢通地進出網絡。

光交換節點的基本功能：1）路由選擇；2）按其所選擇的路由，建立各輸入端和輸出端之間的全光連接，將輸入端的光信號在所建立的全光通道上無阻塞地達到所指定的任意輸出端；3）可實現光信號交換功能；4）可以進行光信號的放大、處理；5）光信道的性能監測、故障檢測、保護及恢復；6）控制、管理。

光交換節點由光輸入接口、光輸出接口、光交換單元、控制及管理單元組成。

光鏈路一般指光纖鏈路。光纖鏈路中可設置光放大器，用以提高鏈路性能。典型的光纖鏈路有：

G.652光纖：迄今為止使用量最大的光纖；

G.655光纖：適合密集波分複用系統使用的光纖；

其他光鏈路：無線光通信（大氣及自由空間光通信）。

光網絡管理系統是全光網絡的頭腦和指揮系統，具有性能管理、設備管理、故障管理等功能，還應包括網絡的安全體系、安全管理，確保網絡的存活性、可靠性和安全性，以及計費管理等實用化功能。 ^[2] 

全光網的管理、控制和運作 全光網對管理和控制提出了新的問題：①現行的傳輸系統(SDH)有自定義的表示故障狀態監控的協議，這就存在着要求網絡層必須與傳輸層一致的問題；②由於表示網絡狀況的正常數字信號不能從透明的光網絡中取得，所以存在着必須使用新的監控方法的問題；③在透明的全光網中，有可能不同的傳輸系統共享相同的傳輸媒質，而每一不同的傳輸系統會有自己定義的處理故障的方法，這便產生了如何協調處理好不同系統、不同傳輸層之間關係的問題。從現階段的WDM全光網發展來看，網絡的控制和管理要比網絡的實現技術更具挑戰性，

關鍵技術三 全光網的管理、控制和運作

全光網對管理和控制提出了新的問題：①現行的傳輸系統(SDH)有自定義的表示故障狀態監控的協議，這就存在着要求網絡層必須與傳輸層一致的問題；②由於表示網絡狀況的正常數字信號不能從透明的光網絡中取得，所以存在着必須使用新的監控方法的問題；③在透明的全光網中，有可能不同的傳輸系統共享相同的傳輸媒質，而每一不同的傳輸系統會有自己定義的處理故障的方法，這便產生了如何協調處理好不同系統、不同傳輸層之間關係的問題。從現階段的WDM全光網發展來看，網絡的控制和管理要比網絡的實現技術更具挑戰性，網絡的配置管理、波長的分配管理、管理控制協議、網絡的性能測試等都是網絡管理方面需解決的技術。

在傳輸方面，光纖放大器是建立全光通信網的核心技術之一。DWDM系統的傳統基礎是摻餌光纖放大器（EDFA）。光纖在1.55μm窗口有一較寬的低損耗帶寬（3OTHz），可以容納DWDM的光信號同時在一根光纖上傳輸。研究表明，1590nm寬波段光纖放大器能夠把DWDM系統的工作窗口擴展到1600nm以上。

貝爾實驗室和NH的研究人員已研製成功實驗性的DBFA。這是一種基於二氧化硅和餌的雙波段光纖放大器，它由兩個單獨的子帶放大器組成：一個是傳統1550nm EDFA（1530-1560nm），另一個是1590nm的擴展波段光纖放大器EBFA和EDFA（工作波長1570-1605nm），EBFA和EDFA的結合使用，可使DWDM系統的帶寬增加一倍以上（75nm），為信道提供更大的空間，從而減少甚至消除了串話。因此，1590nmEBFA對滿足不斷增長的高容量光纖系統的需求邁出了重要的一步。

雖然光網發展可期，而且 WB，WSS 等 ROADM器件已經發展成熟，利用它們構造一個動態可配置的全光網已經不再是“空中樓閣”式的深化。但是要構建一個可獲得的可運營、可管理、可維護的性價比高的電信級傳送網，全光網還面臨着如下困難和挑戰：物理參數預算；光層信號透明；網絡傳送成本等。 ^[3] 

從技術成熟度來看，縱然WB，WSS等可擴展地ROADM器件已經成熟，全光網能夠實現動態可調。但在解決光層監控等問題之前，WB，WSS等器件只是用於改善波分網絡的柔性，實現無波長規劃可任意擴容，而不是用於動態調度。全光網在短期內還能只能處於一個理想狀態中，不可能規模鋪設。 ^[3] 

但全光網作為光通信技術發展的最高階段，隨着光通信技術的發展,特別是長距離超長距離傳輸技術、高密度複用技術、光監控技術、光交換交叉連接技術、全光波長轉換技術等的發展, 全光網最終也會走向成熟。從初級 階段簡單的環、鏈，會逐步擴展到P一 ccyle、 雙環、多環、局部Mesh, 最終到光傳送網的高級階段, 各種技術都 已成熟, 原有的多個彼此非透明的局部全光網將會被打通, 形成相對完整的全光網。 ^[3] 

為開發先進的光纖通信網絡，美國國防部高級研究計劃署DARPA資助了寬帶信息基礎技術(BIT)研究計劃，BIT計劃的核心是多波長光網絡MONET項目，它是一個建立在波分複用基礎上的美軍未來全球多波長網絡試驗牀，其目標是推進、演示和使各種網絡結構、先進技術和網絡管理集成在一起，以實現大容量、高性能、經濟、可靠的多波長全國(或全球)透明光網，供商業和政府通信之用。

歐盟也資助了歐洲先進通信研究和技術發展(RACE)計劃以及先進通信技術和業務(ACTS)研究計劃。歐盟資助的ACTS研究計劃中，光技術領域由多個項目組成，其重點放在實驗演示上，同時對不同的光網絡和相關器件進行研究。

中國：上海率先跨入全光通信時代

上海在全國率先跨入了全光通信的商業化運營時代。由上海科技網升級改造的上海全光通信示範網正平穩順利運行，863高科技成果實現產業化。

上海科技網完成全光化改造後，單根光纖傳輸總帶寬達到40Gb/s，是原來ATM網155兆帶寬的256倍，1秒鐘內可輸送相當於2.5億個漢字的信息，做到了名副其實的“海量”傳輸。上海全光網能與現有各種通信設備能良好“合作”，引起各應用部門的充分關注，截止2001年9月已有1000多個用户開通了應用服務。

上海全光網的成功運用造就了商機，上海光網公司將為雲南昆明全光寬帶網工程提供設備，內蒙古、重慶的有關單位也表示了合作意向。

四川巴中市也成功建成全省首批“全光網城市”。全市基本實現銅纜全部換成光纖，意味着巴中市從此告別“銅網舊時代”，邁入全球領先的百兆普及“全光”網絡新時代。

近年來，巴中市通信基礎設施建設走在了四川省前列。2011年7月，市政府與中國電信四川公司簽訂《智慧巴中光網城市戰略合作協議》。2012年開始，巴中進入“全光”網絡建設階段。其建設覆蓋面包括城市和農村，涵蓋各個鄉鎮和行政村。3年多時間以來，實現城區及鄉鎮100%光纖網絡覆蓋，656個行政村通光纖，覆蓋60萬家庭用户。 ^[4] 

2015年9月16日，隨着最後一個程控交換局的退網，無錫電信圓滿完成全光網建設工作，標誌着全國首個高標準全光網城市、江蘇省首個全光網城市在無錫正式建成。針對全光網城市建設目標，無錫電信提出了趕超國際的國內全光網城市建設的最高標準：光網覆蓋率100%、新增寬帶光接入率100%、傳統交換設備退網率100%、寬帶用户平均帶寬超30M，實現任何人、任何時間、任何地點的光接入需求都能得到及時響應。 ^[5] 

9月10日，隨着1500萬人口的特大城市—成都市建成“全光網城市”，四川21個市州全部建成“全光網市(州)”。四川成為全國首個“全光網省”，光網用户平均上網帶寬達到37.9M，居全國第一。 ^[6]