時間：2023-05-30 10:18:03
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇光傳輸技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
隨著社會的進步，科學技術的日益提高以及人民生活水平的逐步增長，尤其是隨著數據業務的增長需求，使得通信技術得以迅速發展，截止2009年底全球移動用戶達到46億，到2010年底這個數字將為50億。2009年底全球移動寬帶用戶超過6億，國際電信聯盟預計，2010年將超過10億。數據業務在全國各個城市日漸普及，許多企事業單位對此業務越來越需求，數據專線業務市場發展前景非常可觀。開通了數據專線的企事業單位，也可以成為宣傳此業務的范例，日后將會有更多單位看到次業務帶來的高效和便捷，需求量將會大幅增長。面對越來越多的移動用戶以及光網絡技術的不斷提高，移動通信網絡正在面臨著巨大的挑戰。
通信行業重組后，電信、移動、聯通成為全業務運營商，同時形成了相互競爭的局面，在這種新的局面下，各個運營商對全業務市場的把握，就成為了競爭的關鍵。首先需要了解什么是全業務，全業務是不但是指平時人民的日常語音通話業務，還包含了網絡數據業務等，不但是無線通話，還包括固話。語音業務也由原來單一語音通話，增長為視頻語音通話，還有手機上網等各種數據業務的需求。這就需要網絡達到一個可以隨時隨地，都能達到高速率的網絡傳輸要求。傳輸的帶寬也由原來的2M傳輸，逐步升級的8個2M的單站單方向傳輸，甚至16個2M的單站單方向傳輸，由此增加的網絡傳輸和交換負擔就變得更加沉重。在數據業務如此發展的狀態下，搞好基礎網絡的建設，保證傳輸質量，提供多業務發展的有力健康平臺，就成為各個運營山需要迫切解決的問題。基于這種需要，對現有新的通信技術的采用、綜合就成為一個有效的途徑。
作為整個通信網絡的基礎平臺―光傳送網絡，在整個網絡運營中的重要地位就不言而喻，正因為如此，研究光傳送網和光網絡技術對滿足移動通信網絡的增長需求，建設一個嶄新的基礎傳輸網絡，提高全業務的競爭能力，形成全業務運營具有非常重要的現實意義。本課題針對傳送網進行研究，分析現有傳送網在各方面是否滿足多業務運營模式的需求。如果不能滿足，針對現有傳送網存在的問題，構建一個什么樣的新型傳送網才能既有效解決現網存在問題并能滿足多業務發展的需要，同時又能合理利用現有網絡資源，這是本課題想要解決的問題。
最近，國際上對下一代的網絡標準剛剛頒布了新的標準，共分成了三個層次：最底層是基礎傳輸層，第二個層次是服務層，最上層就是業務應用。下一代網絡的目標是基于IP的網絡代替的傳統的網絡并融合通信網、電視網、因特網這4種網絡，業務的范圍包括原有的語音、電視節目、數據傳輸等業務，又能保證新增的各種業務都能在一個安全可靠的環境下運行，未來發展的趨勢肯定是多種高帶寬數據業務及語音業務的融合。移動通信網絡的平穩快速的轉型，由原來的單一業務調整為與各個行業及業務相適應的網絡發展需求種過渡。通信網絡在經歷了以往通信業務發展的沖擊后，正面臨著前所未有的新一輪的考驗，這次考驗對基礎網絡的要求，在網絡可靠性及傳輸容量上都是一個相當大的沖擊，傳送網應如何演進，才能適應新形勢下通信業務需求，就值得研究和思考。
多業務對網絡的基本要求就是超大帶寬需求、多場景接入、高質量高品質業務保障，多業務運營必然要求從業務、終端、網絡到運維等進行全方位的融合，網絡的融合是實現所有融合的基礎。IP技術以其高效、開放、靈活、低成本的優勢成為實施融合的最佳手段。為了迎接全業務運營時代的到來，網絡向ALL IP演進將成為一項戰略舉措。未來運營商的網絡必然是把滿足這種新的業務需求為目的的網絡建設作為自己的核心任務。隨著各種新業務的出現，新的網絡建設，技術要求都需要不斷的提高和更新，建設一個可持續發展，并能滿足新業務需求的網絡就成為目前各個運營商需要迫切解決的問題。
OTN，PTN，ASON，PON等光網絡技術的出現，打破了傳統的SDH技術這種單一的傳輸方式的情況，使得傳輸網絡得到新鮮的血液。本課題就是研究在新的業務增長情況下本地城域網絡怎樣建設，如何納入新的網絡技術，如何組網，以及這種組網方式的優劣是什么？本文力求尋找一種新的傳送網網絡結構以便能滿足這種快速發張的網絡需求，并能符合未來網絡發展的方向，通過研究這幾種光網絡技術的原理以及技術特點，并揚長補短將這幾種技術合理應用到構建新型城域傳送網上，期待解決目前傳送網的不足，并能順應傳送網發展趨勢，滿足運營商多業務運營模式的需求。確立面向用戶業務增長需求的新一代的城域網發展目標和結構，研究目前本地城域網的各種新業務的發展方向，以便確保網絡的健康發展。在構建新型城域傳送網的同時，使得現有基礎網絡資源能夠得到充分合理的利用，又能滿足未來迅速增長的高帶寬高質量的全業務需求，同時，能夠降低對建成的網絡的維護成本，提高服務質量，實現本地城域網絡建設的健康穩步發展。
光纜傳輸的實現與發展形成了它的幾個優點。相對于銅線每秒1.54MHZ的速率光纖網絡的運行速率達到了每秒2.5GB。從帶寬看，很大的優勢是：光纖具有較大的信息容量，這意味著能夠使用尺寸很小的電纜，將來就不用更新或增強傳輸光纜中信號。光纖電纜對諸如無線電、電機或其他相鄰電纜的電磁噪聲具有較大的阻抗，使其免于受電噪聲的干擾。從長遠維護角度來看，光纜最終的維護成本會非常低。光纖使用光脈沖沿光線路傳輸信息，以替代使用電脈沖沿電纜傳輸信息。在系統的一端是發射機，是信息到光纖線路的起始點。發射機接收到的已編碼電子脈沖信息來自于銅線電纜，然后將信息處理并轉換成等效的編碼光脈沖。使用發光二極管或注入式激光器產生光脈沖，同時采用透鏡，將光脈沖集中到光纖介質，使光脈沖沿線路在光纖介質中傳輸。由內部全反射原理可知，光脈沖很容易沿光纖線路運動，光纖內部全反射原理說明了當入射角超過臨界值時，光就不能從玻璃中溢出；相反，光纖會反射回玻璃內。應用這一原理制作光纖的多芯電纜，使得與光脈沖形式沿光線路傳輸信息成為可能。光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、抗干擾性強、安全性能高、體積小、重量輕等優點，所以在長距離傳輸和特殊環境等方面具有無法比擬的優勢。傳輸介質是決定傳輸損耗的重要因素，決定了傳輸信號所需中繼的距離，光纖作為光信號的傳輸介質具有低損耗的特點，光纖的頻帶可達到1.0GHz以上，一般圖像的帶寬只有8MHz，一個通道的圖象用一芯光纖傳輸綽綽有余，在傳輸語音、控制信號或接點信號方面更具優勢。光纖傳輸中的載波是光波，光波是頻率極高的電磁波，遠遠比電波通訊中所使用的頻率高，所以不受干擾。且光纖采用的玻璃材質，不導電，不會因斷路、雷擊等原因產生火花，因此安全性強，在易燃，易爆等場合特別適用。
隨著業務的迅速發展，移動商務等新的應用不斷涌現，城域網承載的數據業務將不斷增長，對承載這些業務的平臺的要求也越來越高，目前城域網技術的發展有三個主流方向，即IP城域網技術、城域以太網技術、光城域網技術。IP城域網技術和城域以太網技術均屬于城域數據網范疇，光城域網屬于傳送網范疇。IP城域網指利用路由器組網，核隊匯聚節點之間利用POS端口互連。城域以太網指利用L2/L3交換機組網，節點之間利用裸光纖互連。光城域網的核心是利用光傳輸網絡直接承載IP/Ethemet，為上層的業務提供更有效的承載。可以使用各種光纖電路承載IP/Ethemet：SDH/SONE廠連接、DWDM/CWDM連接或者RPR連接。
3G和全業務競爭，導致城域網不僅承載2G/3G語音和數據業務，還需承載集團客戶和家庭業務。城域網需要擴大規模并考慮多業務統一承載，對于基站與高價值集團客戶等高價值業務和普通集團客戶與家庭寬帶等低價值業務，需要合理選擇組網技術；增強對于大規模數據業務的控制和管理。現網鋼性管道根本不能適應業務彈性需求和突發性需求。現有網絡難以保證對所有業務的H-QoS，雖然支持頻率同步，但不支持精確時間同步，對OAM和保護等電信級保護能力較弱。3G基站對于空口精確時鐘和時間同步需求非常高，城域網需要提供更高精度的同步信號傳送能力，而改造現有MSTP/SDH網絡成本較高。根據集團對全業務城域傳送網建設指導意見：“加快建設面向全業務的基礎網絡設施，提高全業務競爭能力，滿足現階段各類業務需求，適應網絡未來演進”的要求，構建新型城域傳送網以適應全業務的發展需求。
構建綜合承載網(新型城域傳送網)的成功，有力的補充了原有的SDH環的不足，解決了現有網絡存在的問題。現有網絡不能滿足GE以上顆粒的大量調度，而且僅有的4個DWDM環通道也已用盡，不能提供電路。OTN構建的城域傳送網有靈活的上層調度機制，滿足了全市范圍內電路的隨意調度。新建的OTN綜合承載機房極大滿足了PTN、OLT、數據等設備的放置，使得PTN、OLT網絡以及數據業務割接的各項后續工程能夠順利展開。如果作個比喻，將OTN構建的城域傳送網比作是房子的地基，那么地基搭建得結實可靠是房子承載能力高的基礎，是今后開展全業務的基礎。有了OTN網絡的搭建，IP城域數據網、PTN匯聚層、接入層網絡以及用戶側（如PON網絡）都可以在OTN網絡上承載，因此可以說新城域傳送網的構建為全網奠定了基石作用。
大顆粒的業務接入能力以及多種業務接口滿足了不同用戶的需求。構建新型城域傳送網核心層引入OTN設備構建的核心層網絡，結構為MESH網并加載ASON智能平面，網絡管理和維護更加靈活方便，大顆粒的電路調度滿足了數據業務對傳送網的要求。在沒有構建此網絡以前，例如IDC接入CMNET骨干路由器NE5000E需要10GE的電路，傳統的SDH網絡根本無法提供。
引入OTN設備緩解了目前數據網絡的壓力，并提高了網絡的安全性。匯聚層引入了OTN設備，在全市范圍內有匯聚節點50多個，這些節點大多數在規劃時考慮了數據用戶的需求，目前正在積極部署將城域數據網光纖直連的接入方式割接至城域傳送網承載，可以滿足更多、更大客戶群的數據接入需求。光纖直連方式缺少保護，而且有的數據節點串聯交換機在三層以上的，跳纖點多，故障點也就多，而且鏈路形式缺乏保護，在網絡安全上存在著極大的隱患。通過傳送網承載就不僅可以避免這種隱患，而且可以極大的提高承載能力，符合網絡融合的趨勢。
【關鍵詞】1550nm外調制光發射機；光開關；EDFA
1.前言
當今社會的發展已經進入到信息時代，網絡經濟正在成為世界經濟主流，有線電視（CATV）網以其寬帶的優勢越來越受到業內外的矚目。有線電視網絡的整合和數字電視的推廣普及以及高清電視的發展，使得網絡改造已進入新的階段，大家關注的熱點之一就是如何在技術上構建規模大、距離長的有線電視傳輸網絡。有線電視傳輸網絡如果采用1310nm光纖傳輸技術，要通過多級光電轉換才能實現。而且采用接力的方法雖然可以延伸傳輸距離，但噪聲與非線性失真的積累，使C/N、CSO、CTB指標劣化很快，因此傳輸距離仍然受到較大的限制。而采用1550nm光纖傳輸技術可以大大延長傳輸距離，降低網絡成本，提升系統可靠性，減少系統運營維護成本。諸多優點使得用1550nm技術建設有線廣播電視網的思路日益清晰，并逐漸成為國際、國內建網趨勢。
2.招遠廣電網絡概況
作為煙臺廣電寬帶骨干網絡的組成環節，招遠廣電寬帶網采用靈活的層次化網絡設計，使整體網絡易于擴展并且性能達到最佳。從網絡結構上分為三層，即骨干層、匯聚層和接入層。在初期先進行了骨干層和匯聚層的建設，其中骨干層由廣電網絡中心和城區及14個鄉鎮廣電站核心節點組成，在原有裸纖上建成1+14的星型骨干網絡。
原有的有線電視網絡大多為550MHz的單向HFC網，網絡呈星樹型拓撲結構，前端設在廣電網絡中心機房和各基層廣電站，中心機房到各鄉鎮機房采用1550nm和1310nm波長傳輸，各鄉鎮站到光節點以1310nm為主。
招遠廣電有線數字電視于2005年11月正式投入商業運行。采用模數混傳的方式傳39套模擬電視節目和108套數字電視節目。其中數字電視節目包含了所有的模擬電視節目，由用戶自行選擇繼續收看模擬電視節目還是增加一定的收視費后收看數字電視節目，目前有4000多個數字電視用戶。
3.1550nm光傳輸技術
廣電城域網不論網絡規模大小，基本上都采用傳統的二級光纖鏈路的組網方式。其中一級光纖為環型干線傳輸，二級光纖為星型分配傳輸。根據網絡規模的大小，省級以上的大城市一級光纖的工作波長都為1550nm，二級光纖的工作波長為1310nm。而中小城市的一級光纖的工作波長為1310nm，二級光纖的工作波長也為1310nm，當然這是早幾年廣電業界所形成的共識。隨著1550nm光發射機與摻鉺光纖放大器EDFA價格大幅下降，1550nnm光傳輸的性價比優勢是傳統1310nm系統所無法比擬的。眾所周知，由于光纖在1550nm波長的衰減只有0.25dB/km，是1310nnm波長的57%左右。顯然，在發射具有相同總功率的情況下，1550nm波長的發射設備比1310nm的設備能傳輸更長的距離，帶更多的光節點（光接收機）。再有就是基于EPON的考量，因為EPON采用單芯波分復用技術，以1550nm廣播式下傳電視信號，以1490nm廣播式下傳EPON下行信號，以1310nm時分多址接入方式上傳EPON上行信號。基于以上兩方面因素的考慮，1550nm下傳電視信號不僅技術指標高，而且經濟性也同樣高，另外還有一個重要因素就是符合未來三網合一的發展趨勢。所以無論網絡規模的大小，1550nm的光發射機加摻鉺光纖放大器EDFA的組網方式都是可行的，與廣電傳統的1310nm光傳輸系統相比1550nm光傳輸技術具有如下優點：
（1）損耗小。相比較1310nm傳輸模式，1550nm傳輸擁有最低的損耗窗口，傳輸損耗小于0.25dB/km，而1310nm波長傳輸損耗為0.4dB/km；這是1550nm波長在骨干網、城域網和接入網絡主要通信波長的首要原因。
（2）功率大。1310nm發射機輸出功率十分有限，僅有十幾毫瓦，放大器PDFA技術失敗。而1550nm光放大器的發明可以將系統發射功率超過1310nm幾十倍，甚至幾百倍，使得通信系統傳輸更長。目前某些生產廠商已經推出單機輸出功率高達5000mW的1550nmEDFA專門為未來光纖到戶，每個家庭將需要約0.25mW（-6dBm）光功率。
（3）指標好。使用1550nm可以實現光信號級聯，無須光電轉化，信號傳輸指標高，而1310nm傳輸距離有限無法進行光路上級聯，只能再生中繼，信號損傷較大。
（4）成本低。1550nm和1310nm單機輸出功率十分懸殊，但是成本接近，意味著1550nm單位毫瓦光功率成本很低，僅1310nm的幾十分之一；這也是ITU和IEEE兩個組織的接入網國際標準都定義使用1550nm波長來做廣播業務的根本原因。
（5）易維護。由于1550輸出功率大，設備數量大大減少，便于管理，維護簡單。1310nm在網絡擴大到較大規模時，復雜的射頻放大分配系統將很容易發生問題，可靠性一直是讓人頭疼的環節，1550則沒有。
（6）可發展。隨著網絡逐步向FTTH演進，需要成百上千倍地提高信號發射光功率，1550nm完全代表了向未來FTTH發展方向。可以使網絡逐步從FTTN（光纖到節點）到FTTB，直至FTTH的平滑升級；現實中就是光纖到路邊（HFC 200～500戶/光節點），發展到光纖到樓（50戶/節點），到門棟（25戶/節點），到戶FTTH。
4.1550nm光傳輸技術在廣電城域網中的應用
4.1 招遠廣電1550nm城域網設計
我們知道同軸電纜時代的廣電網絡只有一個前端，靠從前端引出N條主干線電纜輻射整個市區的不同方向。HFC時代廣電網絡像電信網一樣逐漸演化成主干光纖環網+星型光纖分配網的模式。這是基于傳輸的可靠性和便于出纖的需求（一個前端沒法引出那么多的光纖），所以才產生了所謂一二級（兩級光傳輸）光纖的概念。招遠廣電城域網絡的架構由1個總前端和3個分前端組成，其光纖拓撲是典型的環+星型結構（見圖1），其中一二級光纖的工作波長為1550nm，原因仍然是基于1550nm下行電視信號傳輸的高可靠性和經濟性以及EPON和需要。
招遠廣電城域網1550nm光傳輸系統的傳輸設備由1550nm直調光發射機、摻鉺光纖放大器EDFA、光接收機、光開關、1550nm/1310nm雙窗口光分路器、分波器與合波器（用于波分復用）、光連接器和尾纖等組成。為保證可靠性與穩定性，主要傳輸設備如1550nm直調光發射機、摻鉺光纖放大器EDFA和光開關采用德國Bktel公司的產品。其中主機房選用的1550nm直調光發射機的型號是BOT1550-19，摻鉺光纖放大器EDFA是BKtel-OV2165，含義是雙16.5dBm輸出的EDFA，一路用于環網，另一路用于總前端機房和星型光纖分配網。最后需要說明的是在廣電城域網中，總前端到最遠的用戶距離不過二三十千米（再遠的距離屬于縣鄉聯網的范疇了，要使用1550nm外調制光發射機才能滿足設計要求），加之各分前端又沒有光電轉換，因此選有1550nm直接調制的光發射機即能滿足設計要求，它不像1550nm外調制光發射機的價格哪么昂貴，對比可知1550nm直調光發射機已經與1310nm直調光發射機的價格相差無幾，其性價比的優勢是1310nm系統所望塵莫及的。
本設計中主干光纖傳輸用兩只1分3的光分路器即可，分別安裝在招城和魁星這2個分前端機房，這樣可少用1芯干線光纖。各分前端滿配置時使用1只1分10的的光分路器（均分）和10只1分10的光分路器（不均分），整個分前端目前的最大容量高達10×10=100個光節點（將來如需要擴容分前端加一臺EDFA可增加到100×2=200個光節點）。實際的1550nm光傳輸網絡拓撲圖詳見圖1與圖2，為確保可靠性，前端采用了雙1550nm直調光發射機通過光開關交叉開機的工作方式。因此，無論哪臺1550nm直調光射機出現故障都不會影響正向與逆向光信號的同時輸出，1550nm直調光射機雙輸出的優勢在這里體現得淋漓盡致，基于同樣的設計理念，各分前端同樣也是通過光開關來雙發選收，分前端的可靠性也很高。
4.2 1550nm城域網光傳輸設備的選型
1550nm模擬光傳輸設備主要有1550nm外調制光發射機、摻鉺光纖放大器EDFA和光開關等，其中1550nm光發射機還有直調與外調之分。一般而言，1550nm直調光發射機主要用于廣電城域網，傳輸距離通常在二三十千米之內。1550nm外調制光發射機主要用于四十千米以上的長距離傳輸。當然如果用1550nm外調制光發射機在城域網中使用性能只會更好，因此本設計構想也選1550nm外調制光發射機。本方案選用德國Bktel公司的產品是基于其獨立19英寸1U高度安裝方式的考量，此外它還有2路光信號的輸出（某些品牌的光發射機只有1路光信號輸出）。摻鉺光纖放大器EDFA則選擇面較寬，進口與國產都有很多品牌，國產品牌也極具有競爭優勢，本方案選擇Bktel公司的產品主要是為了方便網管。順利成章光開關的選擇也一樣，其他無源光傳輸設備均選用上海霍普公司的同類產品。
5.結束語
伴隨著有線數字電視模數整體平移的不斷推進，今后較長的一段時期內，1550nm長距離傳輸無疑最適合當前各地廣電網絡改造的實際情況和經濟承受能力，利用1550nm技術同時利用高可靠性的組網辦法是建設有線電視網絡優秀的選擇。
參考文獻：
[1]陳柏年，林寶成.廣電寬帶城域網技術[M].北京：中國廣播電視出版社，2004.
論文概述了SDH光傳輸技術與應用的歷程及現狀，介紹了海口經濟學院中興通訊專業實驗室建設與實踐，通過對NC網絡通信實驗室管理系統的討論分析，給出了海口經濟學院SDH傳輸網絡模擬三個不同的地方實行組網的實驗設計。
【關鍵詞】SDH 光傳輸 NC網絡通信 實驗設計
1 引言
光纖通信作為現代通信的主要傳輸手段，在現網中具有非常重要的作用，以光纖作為傳輸媒介的光傳輸技術的發展影響著通信網的發展，學習光傳輸技術的原理、方法和設計是培養移動通信類專業學生能力的關鍵，因此《SDH光傳輸技術與應用》成為了高等學校移動通信相關專業的一門重要課程。
2 光傳輸實驗系統
海口經濟學院中興移動通訊實驗室通過校企合作模式，采用中興3臺ZXMP S320組成環形網絡，每個點模擬遠距離傳輸的一個點，模擬三個不同的地方實行組網圖1所示。
2.1 實驗設備
實驗室購進的光傳輸設備，采用由3臺SDH設備S320（150V2）組成，各設備之間由622M鏈路構成環網圖2所示。
2.2 ZXONM E300網管系統
ZXONM E300是基于UNIX/WINDOWS跨平臺的網元層網管系統，具有強大的管理功能和靈活的組網能力。海口經濟學院中興移動通信實驗室采用單GUI單Manager組網方式如圖3所示。
2.3 SDH設備的邏輯功能塊
ITU-T采用功能參考模型的方法對SDH設備進行規范，它將設備所應完成的功能分解為各種最基本的標準功能塊，通過基本功能塊的標準化，來規范設備的標準化，同時也使規范具有普遍性，簡單圖4所示。
2.4 SDH的通用復用映射結構
SDH的通用復用映射結構，如圖5所示。將各種信號裝入SDH幀結構凈負荷區，需要經過映射、定位校準和復用3個步驟。
3 ZXMPS320設備綜合實驗設計
根據實驗室購進的光傳輸設備，采用由3臺SDH設備S320環網組成，設計了相關的光纖通信系統實驗多個，其中包括業務配置，保護配置，公務和時鐘配置，以太網配置等綜合實驗。本文就其中的“環網配置”進行分析和綜合實驗設計。
實驗器材：ZXD1000交換機2臺；ZXMP S320三臺；ZXONM E300后臺管理軟件60套；實驗終端電腦60臺。實驗步驟如下：
3.1 光傳輸系統和ZXMPS320 設備拓撲連接
3.2.1 網元設置
網元是光纖傳輸的核心部分，實驗從網元的開局開始。業務關系為：AB，5個2M；AC，1個2M；ACB，3個2M。公務電話號碼分別為：A：300，B：301，C：302；時鐘：A為外時鐘，B、C為線路抽時鐘，且所有網元都有內時鐘。如圖6。
3.2.2 創建網元、單板、光纖連接
明確各單板的配置。各單板必備的有：PWA（B）、NCP、SCB、OW，剩下的根據需要配置。
（1）選擇正確的槽位插板。
（2）光板配置正確。
（3）光纖連接是雙向業務，不分接收與發送；端口規劃，環網中相鄰網元設置成“1”、“2”端口對接。
（4）光纖連接時注意應選對光板及端口。
3.2.2 公務配置、時鐘配置
（1）公務配置時，設定一個公務控制點，防止公務成環。
（2）時鐘規劃。先設定“SSM字節”，再設定“定時源配置”。網元頭配置外時鐘和內時鐘即可，其他網元需要配置線路抽時鐘、內時鐘。
3.2.3 業務配置
（1）SDH為TDM，因此相鄰網元的時隙配置應相同，業務才可以互通。
（2）穿通網元，可以進行時隙交叉，由交叉板來完成。
（3）在配置業務時，相鄰網元之間已分配了時隙，此時應選擇其他時隙，時隙不可從用。
（4）驗證所配置業務。
3.2.4 其他說明
（1）業務刪除：在“業務配置”中選擇相應網元，并選中“配置”，選擇“文本時隙相應業務刪除增量下發”。
（2）網元的刪除：需先刪除業務，再刪除網元，且應為離線狀態。
（3）光板的拔操作，一定要刪除其上的業務、保護、時鐘。
3.2.5 備份與恢復數據庫
（1）備份數據庫；
（2）恢復數據庫。
選擇“恢復”輸入備份名稱選擇路徑恢復數據庫。在彈出的“詢問”對話框中單擊“是”。此時將關閉當前GUI，重新登陸GUI后將出現備份結果。
4 結論
通過以上的實驗，對光傳輸設備有了進一步的了解，對SDH體制有了較深刻的理解，通過搭建的環形網，對整個網絡框架有了整體理解，熟悉使用中興公司提供的管理軟件ZXONM E300，對網元進行配置實訓，掌握組網的一般步驟，熟悉2M業務、時鐘和公務的配置，達到了預期的教學目標，整體實訓效果好！
參考文獻
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[4]何一心，光傳輸網絡技術-SDH與DWDM[M].北京：人民郵電出版社，2000.
作者簡介
童偉（1970-）男，湖北省荊門市人。現為海口經濟學院網絡學院講師。主要研究方向為光纖通信、網絡安全。
其實，光傳輸技術一早就在高端領域有龐大的需求，不過由于成本關系并沒在家庭應用中被廣泛接納。從光傳輸技術發展歷程看，人們已經可以利用激光器產生各種超高帶寬、超長距離、免受電噪聲干擾的激光，以此推動了高速通信的巨大發展。不過光纖通信也在家庭中的應用也往往只停留在G級以下的通信。
然而，09年Intel研發的10Gbps速率的“光峰”技術后，便預示著家庭PG將進入光纖化的互聯時代。下面，筆者將介紹“光”技術的要領以及怎樣影響家庭的生活。
電纜傳輸的極限
一般有線互聯是通過電纜連接，我們知道，數據傳輸的帶寬和傳輸的頻率以及傳輸的位寬等有關，當位寬不能改變的時候就要把頻率提高來達到更高的帶寬。
在數據傳輸上，可以有外部以及內部總線。在外部連接上，由于頻率的限制以及信號的衰減，因此需要額外的能量。補給”。一般來說，外部的通訊連接有我們平時的同軸、網線等等。不過它們的傳輸速度一般不超過100Mbps。
在內總線方面，由于傳輸距離短，所以可以把頻率提得十分之高。例如平時的SATA總線，PcI―E總線等等。從內總線發展的趨勢來說，筆者發現了一個規律，就是趨向于串行化和高頻化。在當時電腦內總線還在往并行傳輸發展的時候便漸漸發現了一個問題，就是并行傳輸導致了信號線之間的干擾嚴重，從而導致頻率很難再往上提升。
譬如PCI采用的32位并行傳輸后導致了頻率難以提升，后來被串行的PCI―E技術代替。現在PCI―E3.0標準已經可以邁向了10Gbps的速率。同時在A眥)HT總線以及Intel的QPI總線，我們都可以看到“高頻”和“串行”的實現模式。
不過隨著頻率的不斷攀升，頻率將一步步地趨向了金屬載體的物理極限。因此，人們便尋求另一種更加適合的信息載體“光”。
編輯有話說：由于串行的信號線之間干擾不大，所以可以把頻率提升到很高，從而大大提升傳輸帶寬。不過，由于有電磁干擾的存在，所以金屬有個頻率極限，在提高頻率的同時也要增加功耗。在串聯傳輸當中，AMD的HT3.0采取了信號差傳輸技術，就是信號線傳輸的電平并不是數據本身的，而且通過兩條信號線的電平差來決定信號的高低電平，這樣可以大大地提升信號的抗干擾能力，不過頻率再往上提升將會遇上種種的高頻效應，從而抑制信號的穩定性。
光峰技術帶領深度互聯
光峰(Light Peak)是InteI的一種高速光纖互聯技術。它的傳輸速度可以達到驚人的10Gbpa，幾乎可以超越大多數系統內總線的速度。該技術支持各種設備相互通信，你可以在30秒鐘內把一部藍光電影傳完。當然，如此高速可以通過它去應用在高清視頻播放的實時傳輸或者其他實時的圖像傳輸。
在優勢上，光峰技術可以同時支持多種協議并存，而且它可以連接不同的外設，磁盤，移動設備等。在光峰技術的帶領下，可以在家庭應用中，實時地播放高清影片，只要系統總線速度夠快，外部的光傳輸就可以發揮出它最大的優勢。
我們知道，光子是不帶電的，所以可以不用考慮干擾問題。而且，光的頻率是遠遠高于一般電信號的頻率，因此每束光都可以攜帶巨量的信息。
光互聯走進低成本：硅基光電聯結系統誕生(硅基光電聯結系統)
硅基光電技術和光峰技術一樣是Intel統一I／0戰略的一部分，硅光技術是把廉價的硅材料應用在光傳輸之上，目的是降低光互聯的成本。Intel的硅光電技術是首個具備集成激光器的硅基光電數據連接系統，并且傳輸速度達到了驚人的50 Gbps，在往后還會擴展至100Gb、400Gb、Tb／s。
由于電磁干擾等因素，銅線傳輸在10Gbps已經面臨極大的挑戰，同時在遠距離傳輸上更是需要更多的能耗。而光纜傳輸便是一種十分出色的替代方案。不過光纜成本的高昂決定了它只能適應高端領域的使用。然而，硅光技術把成本低廉的硅材料和光傳導相互結合，可以讓光傳播成本大大降低，從而使家庭應用得到普及。
編輯觀點：由于光互聯的速度已經大大地高于某些計算機系統總線的速度，因此要達到光硅技術等應用，在近期內必須和高速的內部總線(USB3 O、PCI-E、QPI等)直接互聯才能達到它真正的優勢。
后記：摩爾的盡頭，全“光”化的開端
關鍵詞:藍光盤密集波分復用
隨著藍光盤攝像機和錄像機的出現，電視傳媒行業從傳統磁帶記錄走向了光盤記錄。雖然這是光技術在廣電領域應用的一小步，卻是廣電科技與時俱進的一大步。
大約40年前，人類已經擁有第一根海底光纜。光通訊，在電信高端領域，方興未艾。時至今日，在實驗室，日本NEC和法國阿爾卡特公司分別實現了總容量為10.9Tb/s(273x40Gb/s)和總容量為10.2Tb/s(256x40Gb/s)的傳輸容量最新世界記錄。而單模光纖的無中繼傳輸已經達到4000KM。從技術上看，再有5年左右的時間，實用化的最大傳輸鏈路容量有可能達到5-10Tb/s。簡言之，網絡容量將不會受限于傳輸鏈路。
以下我們分別對光存儲和光傳輸方面做以詳細闡述。
一、光存儲
資訊對儲存容量需求日增，光存儲技術在記錄密度、容量、數據傳輸率、尋址時間等關鍵技術上有著巨大的發展潛力。業界一直在積極開發更高容量的各種儲存技術。藍紫色激光存儲技術（Blue-VioletLaser）、磁光盤存儲技術、做為硬盤（HDD）技術和磁光盤技術的結合的近場光盤技術超解析度儲存技術（SuperRENS）、3D立體儲存技術（MultiLayers；MultiLevel）以及熒光多層光盤技術FDM（FluorescentMultilayerDisc）等相繼問世。
傳統CD和DVD上有一層薄薄的反射層，和許多肉眼看不見的凹凸，它包含二進制信息。為了從這些盤片上讀出數據，由一個半導體激光發生器產生特定波長的激光束，射向旋轉中的光盤片，然后反射光通過棱鏡和透鏡構成的組鏡機構再射向接收數據的光電裝置，而這個光電裝置連接的電路能夠辯識出激光所反射回來的數據。在光盤上，數據是凹槽(pits)及平面(lands)的型式來加以編碼，而光電裝置的電路能辯識出激光射中的平面及射中凹槽的所走距離差這就稱為相位提升(PhaseShift)，而這個技術就是在光盤中資料儲存與讀取的基礎。經由光電讀取裝置，反射回到的凹槽與平面的變化將會轉換成1與0的數位訊號，從而構成數據流特征。DVD之所以容量比CD大，無非是在同樣面積的盤片上凹凸更多罷了。若要有效地縮小記錄點大小以提升記錄密度，必須使用短波長的光源；或者使用高折射系數的介質；或者提升透鏡的NA（數值孔徑）值。顯然在一個存儲容量巨大的盤片上，紅色激光根本無法辨識那么多更密集的凹凸了。因此索尼及其它公司紛紛轉向藍色激光的研究。藍色激光的波長較短，因此驅動器可以辨識出更小半徑的凹凸，盤片的容量就可以做的更大。現在的藍光盤技術不管是日歐韓9家AV產品制造商聯合制定的新一代光盤規格"藍光光盤"，還是東芝和NEC向DVD論壇提出的"AOD（高級光盤，暫定名）"規格，只不過是商家為自己謀求更高的商業利潤而制定的不同的標準罷了。就核心技術上而言，沒有太大的區別。讓我們再深入了解一下藍光盤和高密度光存儲技術的發展趨勢。
1、藍光盤技術
藍光盤技術屬于相變光盤（PhaseChangeDisk)技術，它與傳統光盤記錄不同，傳統光盤的記錄和讀出原理是利用磁技術和光技術相結合來記錄和讀出信息，而相變光盤的記錄和讀出原理只是用光技術來記錄和讀出信息。相變光盤利用激光使記錄介質在結晶態和非結晶態之間的可逆相變結構來實現信息的記錄和擦除。在寫操作時，聚焦激光束加熱記錄介質的目的是改變相變記錄介質晶體狀態，用結晶狀態和非結晶狀態來區分0和1；讀操作時，利用結晶狀態和非結晶狀態具有不同反射率這個特性來檢測0和1信號。
實際的藍光盤應用藍紫色激光技術，能在直徑12公分的盤片上，儲存兩小時的高清晰度視音頻信號，在2002年2月的初期版本中，透過使用405nm的藍紫色電射半導體，NA（數值孔徑）值為0.85的讀取頭、以及0.1mm的光學透射保護層架構，藍光盤可以將12公分的單面光盤片資料儲存容量提升到27GB。它可以記錄兩小時的高清晰度視音頻信號，以及超過13小時的標準電視信號。
在資料轉換率方面，藍光盤可以將高清晰度的電視節目，以36Mbps的速度從攝像機轉換到播放媒體上，并能維持節目品質。另外，它還具有任意影像捕捉，以及重覆播放等功能。
在兼容性方面，由于藍光盤采用MPEG2碼流壓縮技術，因此它同時適用于數字廣播系統，可執行電視臺多種視頻記錄與播放。
另外，在資料安全性部分，藍光盤也采用了一種獨特的ID寫入模式，可確保資料安全，并為盜版問題提出一套保護版權的解決方案。
2、高密度光存儲技術的發展趨勢
（1）采用近場光學原理設計超分辨率的光學系統，使數值孔徑超過1.0，相當于探測器進入介質的輻射場，從而能夠得到超精細結構信息，突破衍射極限，獲得更高的分辨率，可使經典光學顯微鏡的分辨率提高兩個數量級，面密度提高4個數量級。
（2）以光量子效應代替目前的光熱效應實現數據的寫入與讀出，從原理上將存儲密度提高到分子量級甚至原子量級，而且由于量子效應沒有熱學過程，其反應速度可達到皮秒量級（1O-12秒），另外，由于記錄介質的反應與其吸收的光子數有關，可以使記錄方式從目前的二存儲變成多值存儲，使存儲容量提高許多倍。
（3）三維多重體全息存儲，利用某些光學晶體的光折變效應記錄全息圖形圖像，包括二值的或有灰階的圖像信息，由于全息圖像對空間位置的敏感性，這種方法可以得到極高的存儲容量，并基于光柵空間相位的變化，三維多重體全息存儲器還有可能進行選擇性擦除及重寫。
（4）利用當代物理學的其它成就，包括光子回波時域相干光子存儲原理、光子俘獲存儲原理、共振熒光、超熒光和光學雙穩態效應、光子誘發光致變色的光化學效應、雙光子三維體相光致變色效應，以及借助許多新的工具和技術，諸如掃描隧道顯微鏡（STM）、原子力顯微鏡（AFM）、光學集成技術及微光纖陣列技術等，提高存儲密度和構成多層、多重、多灰階、高速、并行讀寫海量存儲系統。
3、新型光盤技術的應用
大量的信息要求有大容量的存儲設備，光存儲驅動器和幾種光儲存媒體均將呈現出足夠快的增長趨向。光存儲市場的發展，將改變聲音圖象及其它數據的存儲方式及傳播方式。光存儲產品可以利用自動換盤系統，組成光盤庫、光盤塔、光盤陣列，實現提高整個系統的容量、數據傳輸率及多數據存儲的可靠性。如果將光盤庫、光盤塔及光盤陣列與自動換盤系統有機結合，可以大大提高系統容量、數據傳輸率和顯著改善存儲數據的可靠性。
在技術上，磁帶已經基本上沒有潛力了，而且與非線性的編輯系統存在明顯的矛盾；專業光盤雖然不會在很短的時間內取代磁帶，但其非線性、高密度、低成本、高傳輸速度的優勢已經帶來了良好的開端。Sony公司不失時機的推出光盤專業攝錄像器材，這些設備使用基于藍紫色激光技術的光盤作為存儲介質，充分發揮非線性記錄方式帶來的靈活性。例如：PDW-3000專業藍光盤編輯錄像機(演播室機型)，它可記錄和重放IMX/DVCAM格式，具有完善豐富的輸入輸出接口，包括傳統視音頻和網絡接口。它的雙光頭設計可實現高速文件讀出。它具有快速圖像搜索，圖像索引功能和光盤的隨機訪問功能，可以快速定位到所需圖像。它具有場景選擇隨機存取能力，使得任意定位素材段成為可能，跳過不必要的素材。特別值得提出的是這種錄像機可以將高低分辨率素材同時記錄在光盤上，高分辨率素材用于高質量節目的制作和輸出，低分辨率素材可用于編輯，瀏覽等等，低分辨率素材還可以為互聯網播出等用途提供數據。
二、光傳輸
讓我們再來看看光傳輸，現在各省市有線電視臺網絡中在主干線多使用光纜傳輸信號，在電視臺內部的新聞網或制作網也使用光纖代替電纜傳送素材文件。眾所周知，光纖傳輸比傳統電纜傳輸有頻帶寬、容量大、損耗低、保真度高、抗干擾等優點。而隨著光電子器件的持續發展，光纖工藝的提高，以及光纖技術和IT技術的相互滲透和融合，光傳輸技術有了相當大的發展，這對電視臺通信架構的改變起到了巨大的推動作用。以下是對滿足電視臺需求的光傳輸技術的具體闡述。
1、光纖技術的介紹
（1）單波長技術
對于業務量和距離長度要求不大時，普通的單波長技術就已能滿足需求。幾年前單波光纖的數據傳輸就已能達到10Gbps。目前在單波長上進行數據傳輸已經能夠做到40G的帶寬，雖然這已經是單波長所能夠傳輸的極限，并且實用的傳輸容量也沒有這么大，但相對電視臺內部網近距離的視音頻傳輸要求已經夠用。
單波技術基于電時分復用（ETDM）技術，但由于微電子技術和光纖色散的限制，微電子技術難以支持電時分復用有新的突破。光纖上的色散是10Gbps及其以上速率系統傳輸距離的主要制約因素，且隨著比特率越高而影響越大。
（2）密集波分復用
對于傳輸量更大，傳輸距離更遠的要求，僅靠提高單信道系統的速率已沒有空間，另一種途徑就是使用復用技術。光復用的方式有很多種，目前比較成熟并已進入大規模商用階段的是光波分復用，尤其是DWDM--密集波分復用。（DWDM：DenseWavelengthDivisionMultiplexing）
DWDM技術簡單地說是在一根光纖上接入不同波長的光信號，使傳輸容量比單波長傳輸容量增加幾倍甚至上百倍。提到DWDM，不能不提摻鉺光纖放大器（EDFA）。EDFA的出現使得DWDM得以實用。EDFA是一種全光放大器，它的使用取代了原來光-電-光的中繼再生方式，突破了光電、電光轉換的速度瓶頸，使長距離、大容量、高速率的光纖通信成為可能，是DWDM系統及未來高速系統、全光網絡不可缺少的重要器件。EDFA工作窗口在1530-1565nm，對波分復用中的每個波長補充功率，并經過若干個EDFA再用再生器來消除色散的影響。
使用DWDM，可以大大提高光纜傳輸容量，節省光纖，降低傳輸成本。DWDM目前可商用的水平，我國的傳輸容量為80Gbps，國外如朗訊公司的傳輸容量為400Gbps，實驗室的水平則已超過Tbps。
（3）新型G.655光纖
（4）全波光纖
使用全波光纖，增加傳輸頻帶。在未來的電視臺光纖網中，除了傳輸多路的視音頻數據以外，還會傳輸大量的管理數據。充分地拓展可用頻帶已成為關鍵。而在光纖的另一個低損窗口1.31um，雖然石英光纖在此波段時的色度色散為零，但由于1385nm附近存在著一個OH-離子吸收峰，對光纖傳輸能產生較大的衰減。而由此誕生的全波光纖采用了一種全新的生產工藝，幾乎可以完全消除由OH-峰引起的負面影響，并且使用與普通的G.652匹配包層光纖一樣的標準。
由于開放了這一低損窗口，全波光纖的可用波長范圍增加了100nm，使光纖的全部可用波長范圍由大約200nm增加到300nm，可復用的波長數大大增加，而且在上述波長范圍內，光纖的色散僅為1550nm波長區的一半，因而，容易實現高比特率長距離傳輸。同時，由于波長范圍大大擴展，一方面可以將不同的波長分配不同的數據流，從而改進網絡管理；另一方面，允許使用波長間隔較寬、波長精度和穩定度要求較低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件的成本大幅度下降，從而降低整個系統的成本。
此外摻鐠光纖放大器（PDFA）的研制成功也解決了1310nm波長光的中繼問題。摻鐠光纖放大器工作在1300nm波長窗口，以摻鐠光纖作為增益介質。在實用過程中，可分別使用PDFA和EDFA對1310nm和1550nm波長的光信號進行功率放大和補償衰耗。
無論是工作在1550nm的G.655光纖，還是使用1310nm的全波光纖，最新的光纖技術帶來的是更高的傳輸速度和更大的傳輸容量，這為電視臺使用光纖傳輸多種數據打下了堅實的基礎。由于突破了傳輸瓶頸，在傳輸視音頻信號的同時還可傳輸大量的管理信息，包括文件的元數據以及其他SNMP數據流。這也為建立基于IP的視頻管理網絡鋪平了道路。
2、因特網技術和光纖技術的結合
隨著因特網技術的快速發展，ATM、SDH、IP等技術不斷融入到光成域網的建設中。目前代表發展方向的是IPoverWDM技術，其中比較成熟的解決方案是GEOverDWDM（GE：千兆以太網）。GEOverDWDM對于有線電視網絡最大的好處就是可以實現在原有光纖網絡基礎上平滑、連續性的網絡升級，同時可以和原有的10Mb/s、100Mb/s以太網無縫連接，能降低系統的成本和復雜性，保護廣電系統的投資。
IPoverDWDM通俗的說法就是讓IP數據包直接在光路上傳送，減少網絡層之間的冗余部分，能夠省去網絡運營商的成本，同時也降低用戶使用通信業務的費用。GEoverDWDM是IPoverDWDM的一種廉價方式，適用于廣電系統城域IP骨干網的建設。
千兆以太網（GE）技術是目前技術成熟的最快速以太網技術，它可以提供1Gbps的帶寬，由于采用和傳統10Mb/s、100Mb/s以太網同樣的幀格式和幀長，因此GE可以在原有低速以太網基礎上實現平滑過渡。目前GEOverDWDM使用光放大器后的傳輸距離已可達到640公里。在現有的有線電視網絡基礎上，使用千兆以太網技術，具有一定的現實經濟意義。可以預見，GEOverDWDM技術將成為廣電網絡中城域網的理想方案。
隨著各種光傳輸技術不斷地投入使用，整個電視臺的網絡架構將會發生巨大改變，而全光網和光接入網的建設和發展，使這種趨勢越來越明顯。
三、光應用
由以上光記錄和光傳輸的介紹，我們可以了解到光技術已經逐漸滲透至專業視頻領域。以下為筆者設想的以光技術為基礎構建的新型電視臺IT制作網。相對于傳統電視臺制作網它將具備以下特性：
1.首先是高效的資源共享能力。可以實現快速的數據存取、遷徙及交換。
2.由于光盤錄像機的出現，文件化的素材交換方式得以實現，解決了傳統電視臺制作網素材上下載消耗時間的瓶頸。
3.具有智能化的網絡監控管理功能。
4.整個網絡具備可擴展性，強容錯性，高兼容性以及與其他網絡的互換性。
我們可以設想以下的以光技術為基礎的全光業務網，當然這里的全光目前不會是完全的光技術，也包含節點轉換上使用的一些光電和電光設備。前期節目素材由光盤攝像機采集，光盤攝像機可以是高端的SONY的PDW藍光盤攝像機，它的記錄文件格式是MPEG24：2：IMX或者是DVCAM格式；也可以是低端的東芝的家用DVD光盤錄像機，它的記錄格式是MPEG2TS流。以上文件格式的素材在攝像機內部被刻錄到藍光盤或普通的DVD碟片上。通過相應的光盤錄像機或專用的光盤驅動器由光纖實時傳輸并存儲到后期編輯制作單元。制作單元為現有的電視臺制作工作站，由后期編輯制作單元來進行原始素材的編輯及后期處理工作，各種特效、字幕、配音、片頭等在此處完成。制作完的節目由光纖無損地送入中央存儲部分的光盤庫中，一方面用于播出。另一方面，可以實現節目的存儲和歸檔或者利用光盤錄像機下載，便于以后的索引和節目調用。基于SNMP（簡單網絡管理協議）技術的系統監控單元通過與各單元交換信息，實時監測系統在節點光交換設備和傳輸通路上的光纖狀況。采用光纖作為工作站點連通的物理方式，用于數據的遷徙，設備和業務運營管理等控制信息的傳遞。采用光盤庫作為中央存儲單元，其管理軟件可以區分短期存儲的播出節目和長期存儲以供后用的節目。短期存儲的節目存儲在一級光盤庫，節目播出后定時刪除。長期存儲節目編目后放至二級光盤庫，作為媒體資源有原則的開放，不同級別的用戶通過光纖有償或免費獲取媒體資源。一級光盤庫為在線存儲體，容量以電視臺內部人員充分使用即可，它是提供給電視臺內部用戶使用的高速媒體資源共享體，滿足包括播出，節目制作，節目下載的宿求。二級光盤庫為近線存儲體，為海量存儲，它的媒體資源存儲主要為節目的再利用和再加工服務，另外為電視臺以外的用戶提供VOD或者媒體資源再利用和交換的宿求。
以上設想的網絡比較現今的網絡，由于光技術的使用，可以突顯出高速共享的精神，達到用戶所見所得的需求。真正實現網絡化、數字化的實時的信息交換。
關鍵詞: 藍光盤 密集波分復用
隨著藍光盤攝像機和錄像機的出現，電視傳媒行業從傳統磁帶記錄走向了光盤記錄。雖然這是光技術在廣電領域應用的一小步，卻是廣電科技與時俱進的一大步。
大約40年前，人類已經擁有第一根海底光纜。光通訊，在電信高端領域，方興未艾。時至今日，在實驗室，日本NEC和法國阿爾卡特公司分別實現了總容量為10.9Tb/s(273x40Gb/s)和總容量為10.2Tb/s(256x40Gb/s)的傳輸容量最新世界記錄。而單模光纖的無中繼傳輸已經達到4000KM。從技術上看，再有5年左右的時間，實用化的最大傳輸鏈路容量有可能達到5-10Tb/s。簡言之，網絡容量將不會受限于傳輸鏈路。
以下我們分別對光存儲和光傳輸方面做以詳細闡述。
一 光存儲
資訊對儲存容量需求日增，光存儲技術在記錄密度、容量、數據傳輸率、尋址時間等關鍵技術上有著巨大的發展潛力。業界一直在積極開發更高容量的各種儲存技術。藍紫色激光存儲技術（Blue-Violet Laser）、磁光盤存儲技術、做為硬盤（HDD）技術和磁光盤技術的結合的近場光盤技術超解析度儲存技術（Super RENS）、3D立體儲存技術（Multi Layers；Multi Level）以及熒光多層光盤技術FDM（Fluorescent Multilayer Disc）等相繼問世。
傳統CD和DVD上有一層薄薄的反射層，和許多肉眼看不見的凹凸，它包含二進制信息。為了從這些盤片上讀出數據，由一個半導體激光發生器產生特定波長的激光束，射向旋轉中的光盤片，然后反射光通過棱鏡和透鏡構成的組鏡機構再射向接收數據的光電裝置，而這個光電裝置連接的電路能夠辯識出激光所反射回來的數據。在光盤上，數據是凹槽(pits)及平面(lands)的型式來加以編碼，而光電裝置的電路能辯識出激光射中的平面及射中凹槽的所走距離差這就稱為相位提升(Phase Shift)，而這個技術就是在光盤中資料儲存與讀取的基礎。經由光電讀取裝置，反射回到的凹槽與平面的變化將會轉換成1與0的數位訊號，從而構成數據流特征。DVD之所以容量比CD大，無非是在同樣面積的盤片上凹凸更多罷了。若要有效地縮小記錄點大小以提升記錄密度，必須使用短波長的光源；或者使用高折射系數的介質；或者提升透鏡的NA（數值孔徑）值。顯然在一個存儲容量巨大的盤片上，紅色激光根本無法辨識那么多更密集的凹凸了。因此索尼及其它公司紛紛轉向藍色激光的研究。藍色激光的波長較短，因此驅動器可以辨識出更小半徑的凹凸，盤片的容量就可以做的更大。現在的藍光盤技術不管是日歐韓9家AV產品制造商聯合制定的新一代光盤規格"藍光光盤"，還是東芝和NEC向DVD論壇提出的"AOD（高級光盤，暫定名）"規格，只不過是商家為自己謀求更高的商業利潤而制定的不同的標準罷了。就核心技術上而言，沒有太大的區別。讓我們再深入了解一下藍光盤和高密度光存儲技術的發展趨勢。
1、 藍光盤技術
藍光盤技術屬于相變光盤（Phase Change Disk)技術，它與傳統光盤記錄不同，傳統光盤的記錄和讀出原理是利用磁技術和光技術相結合來記錄和讀出信息，而相變光盤的記錄和讀出原理只是用光技術來記錄和讀出信息。相變光盤利用激光使記錄介質在結晶態和非結晶態之間的可逆相變結構來實現信息的記錄和擦除。在寫操作時，聚焦激光束加熱記錄介質的目的是改變相變記錄介質晶體狀態，用結晶狀態和非結晶狀態來區分0和1；讀操作時，利用結晶狀態和非結晶狀態具有不同反射率這個特性來檢測0和1信號。
實際的藍光盤應用藍紫色激光技術，能在直徑12公分的盤片上，儲存兩小時的高清晰度視音頻信號，在2002年2月的初期版本中，透過使用405nm的藍紫色電射半導體，NA（數值孔徑）值為0.85的讀取頭、以及0.1mm的光學透射保護層架構，藍光盤可以將12公分的單面光盤片資料儲存容量提升到27GB。它可以記錄兩小時的高清晰度視音頻信號，以及超過13小時的標準電視信號。
在資料轉換率方面，藍光盤可以將高清晰度的電視節目，以36Mbps的速度從攝像機轉換到播放媒體上，并能維持節目品質。另外，它還具有任意影像捕捉，以及重覆播放等功能。
在兼容性方面，由于藍光盤采用MPEG2碼流壓縮技術，因此它同時適用于數字廣播系統，可執行電視臺多種視頻記錄與播放。
另外，在資料安全性部分，藍光盤也采用了一種獨特的ID寫入模式，可確保資料安全，并為盜版問題提出一套保護版權的解決方案。
2、高密度光存儲技術的發展趨勢
（1）采用近場光學原理設計超分辨率的光學系統，使數值孔徑超過1.0，相當于探測器進入介質的輻射場，從而能夠得到超精細結構信息，突破衍射極限，獲得更高的分辨率，可使經典光學顯微鏡的分辨率提高兩個數量級，面密度提高4個數量級。
（2）以光量子效應代替目前的光熱效應實現數據的寫入與讀出，從原理上將存儲密度提高到分子量級甚至原子量級，而且由于量子效應沒有熱學過程，其反應速度可達到皮秒量級（1O-12秒），另外，由于記錄介質的反應與其吸收的光子數有關，可以使記錄方式從目前的二存儲變成多值存儲，使存儲容量提高許多倍。
（3）三維多重體全息存儲，利用某些光學晶體的光折變效應記錄全息圖形圖像，包括二值的或有灰階的圖像信息，由于全息圖像對空間位置的敏感性，這種方法可以得到極高的存儲容量，并基于光柵空間相位的變化，三維多重體全息存儲器還有可能進行選擇性擦除及重寫。
（4）利用當代物理學的其它成就，包括光子回波時域相干光子存儲原理、光子俘獲存儲原理、共振熒光、超熒光和光學雙穩態效應、光子誘發光致變色的光化學效應、雙光子三維體相光致變色效應，以及借助許多新的工具和技術，諸如掃描隧道顯微鏡（STM）、原子力顯微鏡（AFM）、光學集成技術及微光纖陣列技術等，提高存儲密度和構成多層、多重、多灰階、高速、并行讀寫海量存儲系統。
摘要：長距離光纖傳輸充分利用最新的光纖傳輸技術，對多種數字業務具有透明的傳輸特性，減少了網絡節點間的電中繼和光中繼，大大降低了長距離傳輸的成本。本文研究了光纖傳輸的受限原理，提出長距離傳輸的FRA、FEC和碼型技術提高光纖的傳輸性能。在效益上，長距離光纖傳輸能有效降低成本、從而全面提高收益。
關鍵詞：光纖通信、PMD、碼型技術、喇曼放大器
多年以來，所有研究光纖通信技術的機構對光纖傳輸的要求不斷提高。特別是最近幾年，光通信系統傳輸距離有了飛躍式的增加。為了克服長距離傳輸中光纖對信號的衰減，在光纖通信系統中每隔一定的距離就必須設有中繼站，以便對光信號進行再生或放大。不管是在建設階段還是在維護階段，中繼站在光纖網絡建設成本中都占有不小的比重，特別是在跨山區、無人區的電力通信網絡和跨海光纖網絡中，中繼站的成本更是昂貴。因此，延長單段無中繼光傳輸距離是一個具有實際意義的問題。傳輸線在每個傳輸端站之間是無源的，使得系統的可靠性和傳輸質量都得到了保證，性價比很高。
1.光纖傳輸的受限原理
光纖通信分為模擬通信和數字通信兩種方式，下面我們主要來討論數字通信系統中傳輸距離的受限機理。
(1)衰耗受限
光信號在光纖中傳輸時能量(光功率)會隨著傳輸距離的增長而衰減，這稱為光纖衰耗。每公里光纖對光功率信號的衰減值定義為光纖的衰耗系數，單位dB/km。如G.652光纖在1550nm波長區域的衰耗系數0.15～0.25dB/km。
在光通信系統中，光發射機的發光功率不能過大，因為發光功率過大會減少光源器件的壽命，而人纖光功率過大還會引起嚴重的非線性效應，所以一般不應大于+5dBm；同時，光接收機的接收靈敏度也是有限的，一般在一30dBm左右，這樣，光發射機的發光功率和光接收機的接收靈敏度之間有限的功率落差以及光纖的衰耗系數就決定了系統中單跨段的最大傳輸距離。
(2)色度色散受限
所謂色度色散是指光脈沖在光纖中傳輸時隨著傳輸距離的增長而出現脈沖展寬和畸變效應，而光脈沖的展寬和畸變會導致光傳輸質量劣化，產生碼間干擾、誤碼等，從而限制了系統中單跨段的最大傳輸距離。衡量光纖色度色散的概念是色度色散系數，它定義為一公里長的光纖傳輸單位譜寬時所產生的脈沖展寬值，如G.652光纖在1550nm波長區域的色度色散系數17～20ps/nm.km。
光纖的色度色散系數越小越好，較小的色度色散系數意味著光脈沖在光纖中傳輸時能夠傳更遠的距離而保持脈沖的有效性。
(3)偏振模色散(PMD)受限
所謂偏振模色散(PMD)指的是由于光纖的隨機性雙折射所引起的不同相位狀態的光呈現不同的群速度，從而導致不同偏振態的光信號不能同時到達接收端，即出現延時現象。PMD不但受光纖制造工藝的影響，而且也受光纜施工的影響。因此，PMD的隨機性非常大，其值隨光纖所處環境變化而變化。由PMD產生的延時值其大小取決于光纖的PMD系數和系統的傳輸距離，所以當這兩者確定之后，由PMD產生的延時值也就確定了。但延時值對不同傳輸速率的影響是不同的，傳輸速率越低(2.5Gb/s以下)，該延時值與其碼元周期相比，所占的相對比例越小，其影響可以忽略不計；而傳輸速率越高(l0Gb/s以下)，該延時值與其碼元周期相比，所占的相對比例越大，其影響就不能忽略。
2.光纖傳輸的關鍵技術
長距離光纖傳輸技術是一系列關鍵技術的集成。
(1)光纖喇曼放大器(FRA)對光纖損耗進行補償
在光纖傳輸中，喇曼放大器技術是最關鍵的光傳輸技術。它可以將傳輸光纖本身變成一個放大器,也可以放大摻鉺光纖放大器(EDFA)所不能放大的波段。它利用普通的傳輸光纖就能實現分布式放大，從而大大提高系統的光信噪比（OSNR）。
FRA利用光纖自身對信號進行放大，信號在傳輸過程中的固有損耗可以在光纖內部進行補償。一種應用較廣的被稱之為分布式光纖喇曼放大器(DFRA)。對于長距離光纖傳輸來說，利用喇曼放大器提高系統的OSNR、增加系統中繼長度、提高波分復用(WDM)系統的通道數和抑制光纖非線性效應是其主要目的。
(2)前向糾錯(FEC)編碼減少誤碼率
在光傳輸系統中采用FEC技術,能夠減少系統的誤碼率。其編碼增益提供了一定的系統富余量，從而降低光鏈路中線性及非線性因素對系統性能的影響。對于有光放大器的系統，可以增加光放大器間隔、延長傳輸距離、提高信道速率、減小單通道光功率。FEC的實現方式有帶外FEC系統和帶內FEC系統兩種。帶內FEC的增益一般為3dB左右，而帶外的增益遠高于帶內，因此，長距系統均采用帶外FEC編碼。使用帶外FEC時，總體改善情況可達7~9dB，大大提高了系統的傳輸距離。
(3)碼型技術提升系統的傳輸性能
由于不同線路調制碼型的光信號在色散容限、自相位調制(SPM)、交叉相位調制(XPM)等非線性的容納能力、頻譜利用率等方面各有特點,對于超寬頻帶的長距離WDM傳輸系統，非歸零(NRZ)、歸零(RZ)等碼型都有各自的特色。
NRZ碼應用簡單、成本低、頻譜效率高，是目前SDH系統和WDM系統中應用最廣泛的碼型。由于碼元過渡不歸零，對傳輸損傷敏感，不適用于高速長距離光信號的傳輸。
RZ碼的主要缺點是信號頻譜寬度相對碼較大，增加調制器使系統變得復雜、成本高。為了進一步提高碼的傳輸性能，近年來還出現了載頻抑制RZ(CS-RZ)和啁啾RZ(CRZ)等碼型。在CS-RZ碼中，相鄰碼元的電場振幅符號相反，從而達到降低光譜寬度的目的，在功率較高的情況下，不但增加了色散容限，而且有更強的抵抗SPM和四波混頻(FWM)等光纖非線性效應的能力。
CRZ碼采用了三級調制技術(RZ幅度調制、相位調制和數據調制)，其相位調制器在發射端對RZ脈沖的上升沿和下降沿上加入一定的啁啾量，抵抗非線性效應的能力非常優異。此外，CRZ碼還具有良好的抵抗偏振相關損耗(PDL)和偏振模色散(PMD)的能力，具有更高的傳輸穩定性。
(4)色散補償延伸光傳輸的距離
色散是限制光纖傳輸距離的主要因素。色散補償包括色度色散補償和偏振模色散補償。色度色散補償的方式包括色散補償器件和色散補償模塊。目前使用最多的是色散補償模塊(DCM)，通常用在EDFA的兩級之間，用以補償的插損。目前，對于動態的色度色散補償方式也進行了大量的研究，但是真正商用的產品尚不多。
從技術角度來看，利用長距離光纖傳輸中的與結合的放大技術，及采用色散和非線性容限較高的碼型等長距離光纖傳輸技術，都可以延長光放段的傳輸距離，用于骨干網中部分長跨距中，這是目前比較普遍的長距離光纖傳輸技術應用。
3.光纖傳輸的性能和經效益分析
(1)簡化網絡結構，提供端到端傳送業務
在長距離光傳輸網絡中，每一對收發設備連接網絡中的任意兩點,提供端到端的業務傳送。在到達目的地之前，業務信號一直處于光層，業務傳輸效率更高，網絡結構進一步扁平化，便于實現向智能光網絡的順利演進。
(2)更強的穩定性和運維功能
由于減少了有源器件的使用，長距離光傳輸系統可進一步降低功耗和空間占用，也有助于增強系統設備的穩定性，減少故障隱患。同時，也可方便地集成多種光層自動調節功能和增值服務功能，如內置光譜分析單元、光纖光纜在線監測技術、監控信道時鐘等，極大地方便了對傳輸設備的運營、維護和管理。
(3)靈活的升級擴容能力
長途骨干傳輸網的建設要求傳輸設備具有較大的初期容量和更大的終期容量，以同時滿足目前業務狀況和今后幾年甚至更長時間的業務發展需求。長距離光傳輸技術能夠以模塊疊加的方式提供業務容量的平滑升級擴容，能夠很好地解決長途干線對容量及在線擴容的問題，最大限度地保護前期投資。
總之，長距離光纖傳輸可以不用或減少電中繼、光中繼的數量，延伸光中繼之間的距離，降低系統成本。直接在大型城市之間建設長距傳輸系統，可以解決對帶寬的迫切需要，同時節省大量的光中繼和電中繼，降低系統的成本和維護費用，與光分插復用(OADM)技術結合，在骨干網上可以實現大城市之間的快速直達車，在中間的大城市站點可以采用OADM來上下業務。長距離光傳輸系統的上述特性，決定了其能以更高的經濟性、可靠度和靈活性滿足骨干網的建設需求，為網絡投資和運營提供更高的回報率。
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關鍵詞：電力通信網；光纜建設；通信傳輸技術；傳輸網絡設備
中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374(2011)28-0119-02
一、宜興電力通信網概況
(一)簡介
目前，光纖通信是電力系統的主要通信方式，宜興電力光傳輸網規模龐大、設備眾多，擁有各種光纜1340公里，光傳輸設備138套。光纖網絡己100％覆蓋系統內各變電站、供電所、辦公場所、電廠及高壓用戶。電力通信網絡己從早期的僅支持語音業務的程控電話網絡拓展到可提供語音、數據、圖像業務等多業務的綜合通信網絡系統，具備了為電力生產、經營提供多種數據業務傳輸的能力。
(二)業務需求
電力通信網絡現階段主要承載與電力生產調度有關的各類實時、非實時控制業務以及其他行政業務。具體包括繼電保護信息、自動化信息、計量計費信息、調度語音電話以及變電站視頻監控系統、電視會議系統、行政語音電話等各類業務。
隨著電網數字化和企業信息化建設的深入，基于話音的TDM業務增長趨緩，基于數據的IP業務增長迅速，數據與語音業務日趨融合，電力通信網承載業務面向類型多樣化、顆粒大容量化、傳輸高可靠性方向發展，數據通信的業務量己超過總帶寬需求的80％，為了保證數據業務傳輸的質量和實時性，帶寬需求呈現迅猛增長態勢。
(三)存在的問題
1.光傳輸設備平臺不統一。三家不同型號互不兼容SDH傳輸設備同時運行，對光纖資源造成浪費，同時也增加了運行維護的難度與工作量。
2.部分SDH設備老化嚴重且己停產，備品備件供應無法保障，系統無法擴容，不具備綜合接入和數據業務的匯聚能力，不能適應數據業務發展的需求。
3.SDH環網拓撲結構不合理，由于缺乏優化，部分環內節點過多，降低了網絡可靠性。
4.運行在山區的光纜比較多，小動物破壞光纜事件常有發生，網絡安全性和可靠性低。
5.部分樞紐站點之間光纜纖芯不足。早期樞紐站點之間架設的光纜纖芯數量不大，隨著繼電保護等重要業務逐步改造為走光纖通道，光纜剩余纖芯出現明顯不足。
6.市縣光纜通道建設相對滯后。目前宜興與無錫光纜主通道普纜部分易受外力破壞，備用通道傳輸距離長，中問節點多，信號衰減大，不能滿足市縣之問傳輸數據日益增長的需要。
二、優化方案
(一)對傳輸網設備整體升級換代
1.把變電站內38套東信及阿爾卡特設備全部改造成中興$330設備，系統內所有變電站將建設統一的光傳輸平臺。
2.開展SDH傳輸設備的擴容工作，將中興主環的傳輸能力由2.5G擴展到10G，子環的傳輸能力由622M擴展到2.5G。
(二)加強光纜建設維護，優化完善網絡結構
1.建立起多個小型白愈環。結合電力線路工程建設以及光纜改造工程，將大白愈環拆分成數個互相聯通的小自愈環，構成安全性高、迂回路由多的網孔型網絡。
2.對易受外力破壞的普纜進行抬高處理，對易受到小動物破壞光纜用鎧裝光纜替換。
3.加強市縣之間光纜通道建設，定期對備用通道進行測試，依托500kV宜興東輸變電工程新增宜興東至梅里變的OPGW光纜通道。
(三)引入通信傳輸新技術
1.電話軟交換技術。對行政交換機改造，以軟交換為基礎，通過IP網絡實現傳送語音功能。將有效解決目前公司系統行政電話號碼資源不足現象，使供電所及辦公場所的19套集成型光端機可以實現退運。
2.ASON技術。能智能化地自動完成光網絡管理、交換、控制、保護和恢復等功能，可實現動態按需分配網絡帶寬，ASON技術作為新一代的光傳輸技術有著廣闊的應用前景。
經優化后的宜興地區SDH光傳輸網絡結構如圖1所示：
主要參與編寫人員：河南省電力技師學院自動化系張建軍主任
摘要：隨著電網三年素質提升工程的不斷深化和電力科技的快速發展,各種新技術近幾年也在縣級電網中加快了應用，極大的提高了我國農村電網的科技含量，為電網經濟穩定運行奠定了科技基礎；農村電網自動化系統基本是變電站綜自技術，SCADA主站系統，和SDH光傳輸系統為主要數據通訊通道組成，形成以數字載波、微波和SDH光傳輸技術互為備用的完善網絡，為行政辦公、電網運行、遠動保護、圖像會議、生產及營銷遠抄等各子系統提供基帶帶寬（2M）的數字傳輸通道。變電站數據集中上傳及各終端機房實行無人值班后，對運行的自動化設備實施遠程綜合管理，全息實時的監測各子系統設備運行參數，提高設備健康管理水平是目前急待解決的問題。
關鍵詞:電網自動化;設備；管理；探索
中圖分類號：U665.12文獻標識碼： A 文章編號：
電力通信及自動化設備的穩定運行，為國網的“三集五大”決策部署提供著有力的技術保障，當自動抄表、光纖高頻保護、辦公自動化及各種MIS系統及變電站無人值班技術在電力系統中的不斷推廣，對作為多種信息傳輸通道的電力通信和自動化終端設備的可靠性、實時性等方面的要求也日漸提高。目前縣級電網SDH光傳輸網絡、調度自動化網絡、行政辦公網絡、數字傳輸網絡、圖象傳輸網絡的網管系統，基本上都是獨立成網，例如SDH光傳輸系統：先建立光纖傳輸網絡，解決傳輸通道問題，由SDH傳輸網絡提供2M通道；語音通過PCM設備將語音加載到2M通道的30個時隙上；各種數據網絡通過PCM復用設備采用V28接口將數據加載到2M通道的30個時隙上；相對語音圖象數據可以不需要PCM設備，直接加載到2M通道上進行傳輸等應用方法。網絡管理系統基本上也是多套網管系統，SDH傳輸網絡、語音調度網絡、數據傳輸網絡、圖象傳輸網絡的網管系統各成體系無法兼容，由于各機房采用無人值守及電力系統對通信及自動化系統可靠性、實時性的要求，縣級電網設備型號雜、品種多加之維護人員少、技術薄弱等因素，給整個系統管理和維護帶來了較大的不便。
按“五大”電網新的運行模式，現代電網通信自動化的設備性能和技術水平，實現各系統集中管理是完全可以實現的，利用SDH傳輸通道及網管系統檢測到SDH光傳輸系統的各種參數（光纖通斷、光功率、線路衰耗、2M通道等參數），語音系統的網管也能檢測到本系統的參數（饋電電壓、語音通道的信噪比等）；變電站各種電源系統、綜自單元也能完成遠動終端的參數檢測，上傳下送各種信號；圖象網絡對于本系統的終端也有自己的檢測手段，并上傳參數；
實現所有設備的綜合管理需修改統一原有的網管軟件，并為各個網絡子系統提供一個參數傳輸通道，實現通道狀況和自動化設備的實時監測。由于參數傳輸數據量比較小，遠動數據、辦公自動化和調度指揮系統占用一個2M通道的一個時隙，每個數據傳輸通道占用一個時隙，圖象監控占用一個完整的2M，高清圖像則占用2―4個2M帶寬；所以現有的V28接口就能滿足要求。由各個子系統的廠商提供各種檢測參數的傳輸協議，同時在調度維護中心建立一個實時檢測的數據庫，用于第三方軟件調用，集中網管系統設計的軟件界面實時顯示各種終端設備和通道的實時數據和運行狀況，實現網管系統的集中管理，提高網絡運行的可靠性(圖示）。
綜合以上的描述：集中網管系統的硬件包括：數據庫服務器、接口設備、綜合管理終端；軟件包括：數據庫軟件、SDH傳輸系統接口軟件、調度及辦公指揮系統的接口軟件、數據傳輸系統的遠動終端接口軟件、對于圖象傳輸系統的接口軟件、新開發的集中網管軟件（MS NSPRO監控軟件），做為實時網管系統（顯示通道、遠方終端設備運行狀態），可采用C/S結構（客戶端和服務器端結構）；為了更安全期間可采用主、備機熱備份功能，將遠方無人值守的高頻開關電源、綜自單元、通信設備、自動化設備、告警信號、溫度傳感及復位信息等數據用多路采集卡完成采集和A/D轉換，送入SDH光傳輸系統V28接口，用串口作為各種數據的輸入和控制接口，通過規約轉換模塊實現系統的物理連接，從而建立局端工作站與各子系統的尋址、握手聯系，以多線程方式處理各類海量數據，以保持信息的歷史性和實時性，經中心端校核解釋處理。實現替代現有網絡中的各種管理系統，克服傳統和現有管理系統的不足和局限，使全網管理維護更加集中維護和快捷，對系統出現的各種問題可及時發現和處理，提高電力通信及自動化系統的可靠性和實時性，為電網經濟可靠運行加快供電企業的現代化建設提供保障。
關鍵詞：光交換；分組交換；電交換；混合交換
1、網絡發展趨勢
根據Cisco公司預測，到2014年，平均每年的全球IP業務流量將保持34％的年增長率(如圖1所示)。如果保持該增長速度，業務帶寬的需求在2～3年內就將翻一番。從中國的情況來看，按照中國電信的最新預測，中國電信未來5年干線容量可能達到110～188 Tbit/s，并在今后不斷增長，這將會對光網絡的容量、架構和性能提出嚴峻的挑戰。網絡流量的快速增加使得單個波長的傳輸速率和波分復用(WDM)系統的傳輸容量也在不斷增加。40Gbit/sWDM技術成功已經在全世界范圍內進行了大規模商用部署，100Gbit/sWDN技術也已經開始正式商用的步伐。
網絡IP流量的快速增加在促進單波傳輸速率提高的同時，也在促使網絡架構發生改變，以滿足大容量IP業務的需求。與傳統的語音業務相比，當前網絡流量的增加除了對帶寬提出了更高的需求之外，其業務粒度更加豐富，對網絡調度的智能靈活性、網絡的生存性等多個方面也提出了更高的要求。這就要求未來的光通信網絡不再僅僅是提供一個超大帶寬的傳輸管道，而是能夠滿足業務梳理、調度、質量保證等各個方面的需求。光網絡中的交換節點將在其中扮演至關重要的角色。如何高效靈活地利用已有的帶寬，如何對各種粒度的業務充分、高效和靈活地調度和控制，以及保證業務的生存性，這將決定著未來的光網絡能否成功應對未來網絡流量的快速發展和變化。而這些正是光交換節點技術需要解決的問題。
2、光交換技術研究現狀
光網絡中節點的交換技術從總體上可以分為四大類：電分組交換、光分組交換、電路交換和光線路交換。從能耗的角度考慮，電分組交換的能耗最高，而光線路交換的能耗最低(如圖2所示)。目前的光網絡迫切需要支持多種粒度的大容量光交叉節點。
光網絡最早采用的交換方式就是電交換。交換粒度從早期的虛容器(vc)級別發展到目前的光通路數據單元(ODUk)級別。目前光傳送網(OTN)還支持ODUflex粒度和通用映射規程(GMP)封裝方式，可以對不同粒度的業務實現封裝和調度。但是從目前的情況來看，分組業務的調度更多的還是首先將光信號通過光電轉換設備轉換為電信號，然后通過路由器在電域進行交換，再通過電光轉換設備轉換為光信號進行傳輸。這種交換方式的靈活性比較高，但是耗費了大量的路由器資源，從而造成路由器的能耗和成本隨著網絡流量的發展而急速增加。近些年提出了分組光傳送網(P－OTN)的概念，即在交換體系中引入二層交換能力，從而使得分組業務和時分復用(TDM)業務在OTN交換體系中具有同等地位，分組業務不再是SDH的客戶業務，而是可以直接在OTN交換體系中進行交換。P－OTN技術還在研究之中，標準化工作也還沒有取得實質進展。
光交換可以分為光電路交換(Ocs)、光突發交換(0Bs)和光分組交換(OPS)。OCS技術隨著近些年可重構分插復用設備(ROADM)技術的發展而取得廣泛的應用。隨著傳輸速率的進一步提高(如達到太比特每秒級)，信道的譜寬超過100GHz，使得原來的50Gbit/s固定間隔的WDM系統已經無法適應；另一方面，隨著頻譜效率的進一步提高，系統傳輸距離進一步縮短，為了在頻譜效率與傳輸距離之間得以實現比較好的性能權衡，軟件定義收發機(SDO)的概念被提出，核心目標是通過軟件的方式來配置和編程收發機的調制方式和載波帶寬，從而根據不同的傳輸距離采用不同的調制方式，最大化地利用頻譜資源。因此，考慮到網絡的可升級性和可擴展性，下一代的頻譜劃分將不再是以50GHz或100GHz為單位，而是采用可變的柵格系統。這一問題在光互連論壇(OIF)和國際電信聯盟(ITU)已經開始對論研究，并且ITU的G.694.1已經開始修改以支持可變頻率柵格。可變柵格系統的每個信道的頻譜寬度并不是任意的，而是具有一定的粒度(步進)。步進粒度和系統的復雜性成反比，如何取得兩者的權衡還需要進一步研究。因此，支持無色、無方向性和無波長沖突性的ROADM，以及帶寬特性可調的支持頻率間隔無關ROADM器件的發展都將會大大增強OCS交換技術的靈活性和應用前景。
常規的OCS支持波長粒度的交換，其業務速率可以是10Gbit/s，也可以是100 Gbit/s。但是在實際應用中，需要交換的粒度可能是幾個波長或者子波長粒度，這樣如果仍然采用傳統網絡架構的活，不僅交換效率不高，也可能會存在資源浪費的情況。為此，在常規OCS的基礎上，有研究項目提出了一種多粒度的交換節點結構，如圖3所示。可以實現的交叉粒度包括光纖交換(FXC)、波帶交換(BXC)、波長交換(WXC)以及子波長交換(通過電層DXC實現)。有研究項目提出了另外一種基于光碼分多址(OCDMA)的子波長光交換機制。即把每一個正交碼作為一個交換顆粒進行子波長連接的光交換。但是受OCDMA技術實際應用的限制，該種子波長交換方式的應用前景并不樂觀。除此之外，還有學者提出了一種光子時隙交換技術。與時分復用相似，信號在時間上被劃分成多個時隙。但是與時分復用不同的是，每一個時隙都包含系統的所有波長，每個波長都可能含有一定的分組數據。這樣就可以通過對時隙內的波長進行交換從而實現分組數據的交換。
除了光交換技術的研究之外，也有許多關于光交換網絡智能管控和生存性方面的研究。新的網絡不僅解決網絡的帶寬需求，而且能夠滿足不同的業務應用要求，支持點到點的應用和點到多點的應用。網絡的控制平面應該是靈活且魯棒的，不僅能夠對光路進行實時監控，還需要能都對其進行多層跨域的管理，在實現資源利用最大化的同時保證服務質量，同時實現動態的帶寬提供，滿足按需的業務需求。
3、大容量光電交換需求和技術研究
從業務接口和光收發技術發展趨勢上看，光網絡應能夠動態靈活地提供不同傳輸速率、不同帶寬粒度的信號交換能力。原有DWDM系統中單波長10G、40G傳輸接口已經不能滿足當前路由器豐富的接口需要，支持超波長級別和波長級別的交換能力成為實現多業務接入靈活性的迫切要求。
支持帶寬可變波長交換能力的
光交換是需要討論的問題。按照ITUG.694討論的可變頻譜寬度范圍(193.1＋n×0.00625 THz)和步進粒度(12.5 GHz的整數倍)，如果支持所有的頻譜寬度和步進粒度的組合，現有架構下的合分波單元的端口數量將非常巨大，不具有可實現性。可根據傳輸系統的需求來實現新的合分波單元架構，比如采用可變柵格濾波器和耦合器來實現帶寬可變的合分波單元，以及通過相干接收的本振來選擇下路波長等，并在此基礎上研究帶寬可變的光交換單元。也可采用適宜的帶寬可變的光波長選擇器件為基礎來構建光波長交換單元實現波長級的柔換能力，研究面向頻譜碎片整理的彈性光網絡資源重構模式與優化機制。
3.1 融合ODUk/分組的新型交換機制
為了提高帶寬利用效率，分組交換正在逐步替代傳統的電路交換。但是隨著光傳輸技術的發展，分組交換所固有的非面向連接性在應用中又面臨著一系列問題，使得電路交換又成為大規模應用的一個很好的選擇，尤其是光電技術的融合，更使其顯示出巨大的潛力。
從傳統的觀點看，電路交換技術不適用于數據業務網絡，而分組交換技術則是當今因特網技術的主流。光傳輸技術的發展和技術的進步使得原本分組交換的優勢和電路交換的缺陷在今天已不再有意義，而且隨著應用領域的擴大，分組交換和電路交換逐漸趨向融合。
目前融合分組和ODUk的交叉有兩種實現方式，如圖4所示。在分組，ODUk交叉分離結構中，兩種不同類型的業務分別進入分組交換矩陣和ODUk交換矩陣，然后分別映射到ODUk/OTUk中。分組業務和電路業務無法共享相同的波長資源，因此網絡資源利用率不高。在分層結構中，分組業務不是直接映射到波長上而是經過一層ODUk交叉。實現分組和ODUk交叉矩陣有多種方式，例如分組業務采用GMP封裝方式映射到ODUflex中。
混合式結構如圖5所示。使用單個混合交叉矩陣同時處理分組和電路業務，很容易實現流量匯聚和疏導，映射分組和電路業務到相同的波長上成為可能。與分層結構相比較，混合式交換結構可以節省分組交換和電路交換之間的多個光接口，總的交換矩陣容量需求也隨之減小，可擴展性更高；與分離式結構相比，分組和電路業務可以共享相同的ODUk容器，因此可以獲得更高的波長帶寬利用率。
3.2 光/ODUk/分組混合交換機制
目前的網絡上除了不斷增長的IP流量，仍然存在大量的TDM業務。而且TDM業務和分組業務之間的互操作也有需求。通道化的ODUk交換使TDM業務和分組業務可以共享光層資源。網絡的演進目標要求不僅能夠支持動態帶寬可變的業務連接管理，支持面向連接業務，支持數據統計復用和差異化服務。解決辦法就是將SDH/OTN/分組等電層交換和光層集中在一個平臺上，實現統一的集中式交換，如圖6所示。
混合節點結構可以靈活分配電路和分組流量，減少所需光端口，最大限度獲得可用光纖容量。如果將之與光層交換結合，則可實現光，ODUk，分組混合交換，其結構如圖7所示。OTN層結合ODUflex實現分組和電路業務的接人、匯聚和疏導，光層實現損傷感知以及帶寬可變光波長級交換。
關鍵詞：光纖通信技術特點發展趨勢光纖鏈路現場測試
一、光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。可以把光纖通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內芯和包層組成，內芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發絲還細；外面層稱為包層，包層的作用就是保護光纖。實際上光纖通信系統使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路；光波在光纖中傳輸，不會發生信息傳播中的信息泄露現象；光纖很細，占用的體積小，這就解決了實施的空間問題。
二、光纖通信技術的特點
2.1頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬大的優勢。因此需要技術來增加傳輸的容量，密集波分復用技術就能解決這個問題。
2.2損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質相比的損耗是最低的；如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質，理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統可以減少系統的施工成本，帶來更好的經濟效益。
2.3抗電磁干擾能力強。石英有很強的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強，它不受外部環境的影響，也不受人為架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通訊應用特別有用，而且在軍事上也大有用處。
2.4無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會發生串擾的現象，保密性強。除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優點，光纖的應用范圍越來越廣。
三、不斷發展的光纖通信技術
3.1SDH系統光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶信號一般是TDM的連續碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步，特別是計算機網絡技術的發展，傳輸數據也越來越大。分組信號與連續碼流的特點完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號，是光通信技術需要解決的難題。而且兩種傳送設備也是有很大區別的。
3.2不斷增加的信道容量光通信系統能從PDH發展到SDH，從155Mb/s發展到lOGb/s，近來，4OGB/s已實現商品化。專家們在研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統已經試驗成功，目前還在為其制定相應的標準。此外，科學家還在研究系統容量更大的通訊技術。
3.3光纖傳輸距離從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對光纖傳輸距離的突破，為增大無再生中繼距離創造了條件。
3.4向城域網發展光傳輸目前正從骨干網向城域網發展，光傳輸逐漸靠近業務節點。而人們通常認為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應城域網。作為業務節點，既接近用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務。
3.5互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢近年來，互聯網業發展迅速，IP業務也隨之火爆。研究表明，隨著IP業的迅速發展，通信業將面臨“洗牌”，并孕育著新技術的出現。隨著軟件控制的進一步開發和發展，現代的光通信正逐步向智能化發展，它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關應用應運而生，為人們的使用帶來更多的方便。
綜上所述，以高速光傳輸技術、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心，并面向IP互聯網應用的光波技術是目前光纖傳輸的研究熱點，而在以后，科學家還會繼續對這一領域的研究和開發。從未來的應用來看，光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進。
四、光纖鏈路的現場測試
4.1現場測試的目的
對光纖安裝現場測試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網絡協議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質量是否符合標準，并且減少故障因素。
4.2現場測試標準
目前光纖鏈路現場測試標準分為兩大類：光纖系統標準和應用系統標準。
①光纖系統標準：光纖系統標準是獨立于應用的光纖鏈路現場測試標準。對于不同的光纖系統，它的標準也不同。目前大多數的光纖鏈路現場檢測應用的就是這個標準。
②光纖應用系統標準：光纖應用系統標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現場測試標準。這種測試的標準是固定的，不會因為光纖系統的不同而改變。
4.3光纖鏈路現場測試
光纖通信應用的是光傳輸，它不會受到磁場等外界因素的干擾，所以對它的測試不同于對普通的銅線電纜的測試。在光纖的測試中，雖然光纖的種類很多，但它們的測試參數都是基本一致的。在光纖鏈路現場測試中，主要是對光纖的光學特性和傳輸特性進行測試。光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統對光纖的傳輸質量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時不需測試，而是由生產商在生產時進行測試。
4.4現場測試工具
①光源：目前的光源主要有LED（發光二極管）光源和激光光源兩種。
②光功率計：光功率計是測量光纖上傳送的信號強度的設備，用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統中，測量光功率是最基本的。光功率計的原理非常像電子學中的萬用表，只不過萬用表測量的是電子，而光功率計測量的是光。通過測量發射端機或光網絡的絕對功率，一臺光功率計就能夠評價光端設備的性能。用光功率計與穩定光源組合使用，組成光損失測試器，則能夠測量連接損耗、檢驗連續性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質量。
③光時域反射計：OTDR根據光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時產生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等。從某種意義上來說，光時域反射計(OTDR)的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計（TDR），只不過TDR測量的是由阻抗引起的信號反射，而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射。反向散射是對所有光纖都有影響的一種現象，是由于光子在光纖中發生反射所引起的。
雖然目前光通信的容量已經非常大，但仍有大量應用能力閑置，伴隨著社會經濟和科學技術的進一步發展，對信息的需求也會隨之增加，并會超過現在的網絡承載能力，因此我們必須進一步努力研究更加先進的光傳輸手段。因此，在經濟社會發展的推動下，光通信一定會有更加長久的發展。
參考文獻：
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為了適應網絡發展和傳輸流量提高的需求，傳輸系統供應商都在技術開發上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纖上進行了55x20Gbit/s傳輸的研究，實現了1.1Tbit/s的傳輸。NEC公司進行了132x20Gbit/s、120km傳輸的研究，實現了2.64Thit/s的傳輸。NTT公司實現了3Thit/s的傳輸。目前，以日本為代表的發達國家，在光纖傳輸方面實現了10.96Thit/s(274xGbit/s)的實驗系統，對超長距離的傳輸已達到4000km無電中繼的技術水平。在光網絡方面，光網技術合作計劃(ONTC)、多波長光網絡(MONET)、泛歐光子傳送重疊網(PHOTON)、泛歐光網絡(OPEN)、光通信網管理(MOON)、光城域通信網(MTON)、波長捷變光傳送和接入網(WOTAN)等一系列研究項目的相繼啟動、實施與完成，為下一代寬帶信息網絡，尤其為承載未來IP業務的下一代光通信網絡奠定了良好的基礎。
(一)復用技術
光傳輸系統中，要提高光纖帶寬的利用率，必須依靠多信道系統。常用的復用方式有：時分復用(TDM)、波分復用(WDM)、頻分復用(FDM)、空分復用(SDM)和碼分復用(CDM)。目前的光通信領域中，WDM技術比較成熟，它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。
(二)寬帶放大器技術
摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術實用化的關鍵，它具有對偏振不敏感、無串擾、噪聲接近量子噪聲極限等優點。但是普通的EDFA放大帶寬較窄，約有35nm(1530～1565nm)，這就限制了能容納的波長信道數。進一步提高傳輸容量、增大光放大器帶寬的方法有：(1)摻餌氟化物光纖放大器(EDFFA)，它可實現75nm的放大帶寬；(2)碲化物光纖放大器，它可實現76nm的放大帶寬；(3)控制摻餌光纖放大器與普通的EDFA組合起來，可放大帶寬約80nm；(4)拉曼光纖放大器(RFA)，它可在任何波長處提供增益，將拉曼放大器與EDFA結合起來，可放大帶寬大于100nm。
(三)色散補償技術
對高速信道來說，在1550nm波段約18ps(mmokm)的色散將導致脈沖展寬而引起誤碼，限制高速信號長距離傳輸。對采用常規光纖的10Gbit/s系統來說，色散限制僅僅為50km。因此，長距離傳輸中必須采用色散補償技術。
(四)孤子WDM傳輸技術
超大容量傳輸系統中，色散是限制傳輸距離和容量的一個主要因素。在高速光纖通信系統中，使用孤子傳輸技術的好處是可以利用光纖本身的非線性來平衡光纖的色散，因而可以顯著增加無中繼傳輸距離。孤子還有抗干擾能力強、能抑制極化模色散等優點。色散管理和孤子技術的結合，凸出了以往孤子只在長距離傳輸上具有的優勢，繼而向高速、寬帶、長距離方向發展。
(五)光纖接入技術
隨著通信業務量的增加，業務種類更加豐富。人們不僅需要語音業務，而且高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已得到用戶青睞。這些業務不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接人部分更是關鍵。傳統的接入方式已經滿足不了需求，只有帶寬能力強的光纖接人才能將瓶頸打開，核心網和城域網的容量潛力才能真正發揮出來。光纖接入中極有優勢的PON技術早就出現了，它可與多種技術相結合，例如ATM、SDH、以太網等，分別產生APON、GPON和EPON。由于ATM技術受到IP技術的挑戰等問題，APON發展基本上停滯不前，甚至走下坡路。但有報道指出由于ATM交換在美國廣泛應用，APON將用于實現FITH方案。GPON對電路交換性的業務支持最有優勢，又可充分利用現有的SDH，但是技術比較復雜，成本偏高。EPON繼承了以太網的優勢，成本相對較低，但對TDM類業務的支持難度相對較大。所謂EPON就是把全部數據裝在以太網幀內傳送的網絡技術。現今95％的局域網都使用以太網，所以選擇以太網技術應用于對IP數據最佳的接入網是很合乎邏輯的，并且原有的以太網只限于局域網，而且MAC技術是點對點的連接，在和光傳輸技術相結合后的EPON不再只限于局域網，還可擴展到城域網，甚至廣域網，EPON眾多的MAC技術是點對多點的連接。另外光纖到戶也采用EPON技術。
二、光纖通信技術的發展趨勢
對光纖通信而言，超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標，光纖到戶和全光網絡也是人們追求的夢想。
(一)光纖到戶
現在移動通信發展速度驚人，因其帶寬有限，終端體積不可能太大，顯示屏幕受限等因素，人們依然追求陸能相對占優的固定終端，希望實現光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬，它是解決從互聯網主干網到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現象的最佳方案。隨著技術的更新換代，光纖到戶的成本大大降低，不久可降到與DSL和HFC網相當，這使FITH的實用化成為可能。據報道，1997年日本NTT公司就開始發展FTTH，2000年后由于成本降低而使用戶數量大增。美國在2002年前后的12個月中，FTTH的安裝數量增加了200％以上。在我國，光纖到戶也是勢在必行，光纖到戶的實驗網已在武漢、成都等市開展，預計2012年前后，我國從沿海到內地將興起光纖到戶建設。可以說光纖到戶是光纖通信的一個亮點，伴隨著相應技術的成熟與實用化，成本降低到能承受的水平時，FTTH的大趨勢是不可阻擋的。
(二)全光網絡
傳統的光網絡實現了節點間的全光化，但在網絡結點處仍用電器件，限制了目前通信網干線總容量的提高，因此真正的全光網絡成為非常重要的課題。全光網絡以光節點代替電節點，節點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據其波長來決定路由。全光網絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性，并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率，網絡結構簡單，組網非常靈活，可以隨時增加新節點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網絡的發展并不可能獨立于眾多通信技術，它必須要與因特網、ATM網、移動通信網等相融合。目前全光網絡的發展仍處于初期階段，但已顯示出良好的發展前景。從發展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層，建立純粹的全光網絡，消除電光瓶頸已成未來光通信發展的必然趨勢，更是未來信息網絡的核心，也是通信技術發展的最高級別，更是理想級別。
三、結語
