刘 苑
目前在众多的网络技术实现方案中，基于光纤的全光网络方案能提供高速、大容量的传输及处理能力，打破信息传输的“瓶颈”，可以在很长的时间内适应高速宽带业务的带宽需求。全光网络（全光通信网络）是指光信息流在网络中的传输及交换时始终以光的形式存在，而不需要经过光／电、电／光变换。也就是说，信息从源节点到目的节点的传输过程中始终在光域内，波长成为全光网络的最基本积木单元。由于全光网络中的信号传输全部在光域内进行，因此，全光网络具有对信号的透明性，它通过波长选择器件实现路由选择。全光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，成为下一代高速（超高速）宽带网络的首选。
理想的全光网中，信号的交换、选路、传输和恢复等所有功能都以光的形式进行。目前的全光网络并非是整个网络的全部光学化，而是指光信息流在传输和交换过程中以光的形式存在，用电路方法实现控制部分。从当前光电子元器件的现状和发展趋势来看，力图实现整个网络的全光化是不现实也是不必要的。全光网络的相关技术主要包括光交换光路由（全光交换）、光交叉连接、全光中继和光分插复用等。
光交换光路由属于全光网络中关键光节点技术，主要完成光节点处任意光纤端口之间的光信号交换及选路，它所完成的最关键工作就是波长变换。由于实质上是对光的波长进行处理，所以更确切地说，光交换光路由应该称之为波长交换波长路由。全光网络的几大优点如带宽优势、透明传送、降低接口成本等都是通过该技术体现的。从功能上划分，光交换光路由、ＯＸＣ、ＯＡＤＭ是顺序包容的。即ＯＡＤＭ是ＯＸＣ的特例，而ＯＸＣ是光交换光路由的特例。
通常ＯＸＣ有３种实现方式：光纤交叉连接、波长交叉连接和波长变换交叉连接。其中，光纤交叉连接以一根光纤上所有波长的总容量为基础进行交叉连接，容量大但不灵活；波长交叉连接可将任何光纤上的任何波长交叉连接到使用相同波长的任何光纤上。比如，波长λ１、λ２、λ３和λ４从输入端１号纤输入，波长交叉连接可以将这４个波长选路到输出端口的１、２、３和４号纤上去。现在也有人将这种波长交叉连接称为无源光路由器，它的波长可以通过空间分割实现重用。波长的选路路由由内部交叉矩阵决定，一个ＮＸＮ的交叉矩阵可以同时建立Ｎ２条路由。它的其他几个别名是拉丁路由器、波导光栅路由器ＷＧＲｓ和波长路由器ＷＲｓ；波长变换交叉连接可将任何光纤上的任何波长交叉连接到使用不同波长的任何光纤上，具有最高的灵活性。它和波长交叉连接的区别是可以进行波长转换。
直接光交换可省去光电、电光的交换过程，充分利用光通信的宽带特性。因此，光交换被认为是未来宽带通信网最具潜力的新一代交换技术。光交换技术按交换方式可分为电路交换和包交换。电路交换又含有空分（ＳＤ）、时分（ＴＤ）、波分频分（ＷＤＦＤ）等方式；包交换则有ＡＴＭ光交换等方式。
关键器件技术
光交换器件是光交换光路由的基础。光交换器件根据其功能分为２类：相关无源器件和有源光逻辑器件。相关无源器件在输入和输出之间建立某种映射关系，与输入信号无关，仅与控制信号有关系。常见的无源器件有各种耦合器、光调制器等。
有源光逻辑器件通过待处理信号本身的信息控制器件的状态，在输入端完成某种逻辑功能。光逻辑器件主要是电光效应器件常见的有双稳态激光器、半导体激光器自光电效应器件ＳＥＥＤ等。光交换中广泛应用的各种光开关、光存储器都是由上述两类器件制作的。
典型应用
光交换光路由由于能保持信号的光域特性，突破了电子网络的速率瓶颈。可以快速为客户提供端到端的高速宽带路由及虚拟光纤网络。可以为网络提供商节约２５％的费用，和电子交换系统相比，可以提高速率十几倍。
ＷＤＭ作为一种非常有效的扩容手段，随着技术的成熟已越来越显示出强大的生命力，市场需求急剧增加，但目前商用的ＷＤＭ系统最大的缺点是缺乏足够的灵活性和可靠性，不能对业务进行有效的保护。由此，光联网技术应运而生，这种以ＷＤＭ为基础，由ＯＸＣ、ＯＡＤＭ构成的光传送网，可以在光域上实现高速信息的传输、交换和故障恢复，具有结构简单、可靠性高、透明性好等突出优点。特别是能够提供自愈环保护、具有软件配置波长上下能力和一定的波长交叉能力、网管较完善的ＯＡＤＭ设备，目前就可在现有网络中应用。以我国目前已建和在建的ＷＤＭＳＤＨ工程为例，若要对业务进行保护， ＷＤＭ必须组成环网结构，在每个节点采用二套ＷＤＭ端机构成背靠背方式，使业务的保护在ＳＤＨ层完成。如果用具有自愈功能、配置灵活的ＯＡＤＭ设备组网，将会很容易做到。
此外，光交换光路由还可以用于ＩＰ网络、光层的恢复、传送网关、带宽管理、网络恢复和光通道管理。
发展前景
世界各国都在着手研究开发全光网络产品。以光交换技术为基础的全光网络将是新世纪的骨干网络。
我国的通信网规模已跃居世界前列，已形成相当的光纤骨干网格局，随着通信业务量的飞速增长和形式日趋多样化，如何在现有通信网的基础上进一步扩大通信容量和实现业务的交叉互连将成为迫切的实际问题，作为未来通信发展方向的ＷＤＭ光传送网，可为这一迫切问题提供很好的解决方案。
ＯＸＣ和ＯＡＤＭ是全光网络中至观关重要的产品。它们既具备光互连的功能，又是全光网络中的交换节点。波长转换器也是全光网络中的关键器件。借助它可以广域地互连不同的光子网。这３种产品不但是未来全光网络的关键组成部分，也是当前ＤＷＤＭ光传送网的关键设备，市场前景十分广阔。
----《通信世界报》
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