网 络 技 术
吴 慎 将
课程要求及考核方式
1、期末闭卷考试,60%
2、课外研究论文资料,10%
3、作业、课堂表现,20%
4、随堂小考,10%
课 程 内 容 提 要
1,全光网络的概念
2,全光网络的关键设备
3,全光网络的关键技术
4.三种典型的全光网络
5.全光交换 （ 4,5为本课程的学习重点）
6.全光网络发展的最新信息（补充）
1,全光网络的概念
光网络在 21世纪的战略地位
日本,Survey on Outlook of Japan in the 21st Century, 显示的 21世
纪经济，行业基础设施排名
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
光网络
国际机场 高速公路
港口
工业园区
百分比
20世纪
曾经是电网络的时代
21世纪
将会是光网络的时代
什么是带宽、光纤
什么是带宽
英文为 Bandwidth，是网络信号可使用
的最高频率与最低频率之差。这个术语也
用来描述指定网络介质或协议的额定吞吐
能力。
什么是光纤？
光纤是以光脉冲的形式来传输信号，材
质以玻璃或有机玻璃为主的网络传输介质。
它由纤维芯、包层和保护套组成。
什么是光纤通信
光纤通信是以 激光为光源，以光导纤维为传输
介质进行的通信 。具有传输容量大、抗电磁干扰
能力强等突出优点，是构成未来信息高速公路骨
干网的主要通信方式。
1966年,英籍华人高锟 最先提出用玻璃纤维进
行远距离激光通信的设想。
1973年，美国康宁公司制成每千米传输损耗只
有 20分贝的光纤。同年，美国贝尔实验室研制出
能在常温下连续工作的半导体激光器。这两项技
术突破为光纤通信的实现铺平了道路。
1976年，美国在芝加哥两个相距 7千米的电话
局间首次进行了光纤通信试验，实现了一根光纤
能够同时容纳 8000对 人通话。
未来信息网络的核心 —— 全光网
引言
我的 Internet经历；
分析目前网络的不足之处 ；
未来信息网络的核心 —— 全光网
小结：
1）带宽不够、导致通信容量小；
2）存在,电子瓶颈,现象，网速受限；
3）升级、改造困难 …… （以后再分析）
你心目中的理想的 网络 应该具有什么特点？
全光网络概念
全光网络概念的提出
面对 INTERNET宽带接入需求，通信容量
成为关注的焦点。
现有体制动态调整网络困难较大。
光纤通信具有 30THz的潜在带宽容量；
全光网络概念
所谓 全光网络,是指网络中直到用户
端节点之间的信号通路仍保持着光的
形式，即,端到端的链路中间没有光
电转换。
换句话说，只有信号在进入和离开网
络时才进行电 /光（ E/O）和光 /电
（ O/E）转换,而在网络中的传输和交
换过程始终以光的形式存在。
全光网络特性
1.开放的、能够支持各种业务的光网络；
2.光网络灵活、易升级；
3.由于没有电 /光（ E/O）和光 /电（ O/E）转
换，允许存在各种不同的传输协议和编码
形式，使信息传输更具 透明性,并突破
“电子瓶颈”的限制。
4.具有更高效的保护和恢复能力；
5.具有简单、有效的网络控制和管理功能。
三代通信网络比较
1、电网络
2、光电混合网
3、全光网络
?为充分利用光子学的宽带性，传输系统
的走向为,
电子型 ?光电混合型 ?全光型。
三代通信网络 —— 电网络
E
M
U
X
电端机 再生中继 再生中继
E
D
M
U
X
电复用 电解复用
电端机
同轴电缆、微波 ……
(1)传统的电传输系统
(2)光电混合型光纤传输系统
O/E/O
光 缆
E
M
U
X
光发送 再生中继 再生中继
E
D
M
U
X
电复用 电解复用
光接收
三代通信网络 —— 光电混合型
三代通信网络 —— 全光网络
(3)DWDM光纤传输系统
O
M
U
X
O
D
M
U
X
OA OAOA
光发送
光发送
光发送
λ １
λ
２
λ
Ν
λ １,λ ２ …… λ Ν
光接收
光接收
光接收
λ １
λ ２
λ Ν
TX
EDFAEDFA
TXTX
TX
TXTX
TXTX
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX
40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX
TXTX
TXTX
TXTX
TX
TX
M
U
X
120 km 120 km120 km
WDM+EDFA 革新了光纤传输
DE
M
光纤传输典型应用
全光网络的关键技术
A 光多址技术
分为三种：
1、光波分多址；
2、光时分多址；
3、副载波多址。
光波分多址
将多个不同波长且互不交叠的光载波分
配给不同的光网络单元（ ONU），用以实
现上行信号的传输。
即：各 ONU根据所分配的光载波对发送
的信息时钟进行调制，从而产生不同波长
的光脉冲。然后利用波分复用技术形成一
路光脉冲信号来共享传输光纤，并送人交
换局。
技术成熟！如,DWDM技术
光波分多址应用 —— DWDM技术
密集波分复用（ DWDM）技术是目前较
为成熟的光波分多址技术。
它在提高传输能力的同时，还具有无可
比拟的 光信道直接联网 的优势。
随着 DWDM和 OXC（光交叉连接）技术
日渐成熟，推进了光网络由 点 —— 点 到
WDM（ 波分复用 或称为多波长通道传输的
光网络）方向发展。 如图示
副载波多址
多用于光交换局到不同 OUN的 控制信号
的传送。
其原理是将多路基带控制信号调制到不
同频率的射频波上，然后将多路射频信号
复用后再去调制一个光载波。在 OUN端进
行二次解调。首先利用光探测器从光信号
中得到 多路射频信号 并从中选出该单元需
要接收的控制信号，再用 电子学方法 从射
频波中恢复基带控制信号。
光时分多址（ OTDMA）
在同一光载波波长上，先把时间分割成周
期性的 帧,再把每一 帧 分割成为若干个时隙，
然后根据一定的时隙分配原则，使每个
OUN在每 帧 只按指定的时隙发送信号，然
后利用全光时分复用方法在光功率分配器中
合成一路光时分脉冲信号，再经全光放大器
放大后送人光纤中传输。
在交换局利用全光时分解复用。
随堂小测试
010109 简述全光网络的特性
010110 光波分多址技术原理
010111 副载波分多址技术原理
限时：？ min
B 全光交换
1）传统光交换如图示：
电 /光 光 /电IN OUT
节点 1 节点 2
光放大 光放大IN OUT
端点 1 端点 2
B 全光交换
全光交换的几种方式：
空分（ SD）光交换 ;
时分（ TD）光交换 ;
波分（ WD）光交换 ;
码分光交换 ;
光分组光交换 ;
自由空间光交换 ;
0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
第一窗口
第二窗口
波长 —— λ（ μm）
普通单模光纤的衰减随波长变化示意图
6
5
4
3
2
10
。 4
0。 2
第三窗口
C 波段
1525~1565nm
1.57 1.62
L波段
ATM
Internet骨干网
DDN/ FR
PSTN/ISDN
TV
业务分配节点 (COT)
业务接入节点 （ RT）
网管
SNMP
与电信网管中心相连
Q3
100/1000M
E1/BRA/PRA 155M
622MSDH
典型应用之一：宽带综合业务光纤接入系统 拓扑结构
吴 慎 将
课程要求及考核方式
1、期末闭卷考试,60%
2、课外研究论文资料,10%
3、作业、课堂表现,20%
4、随堂小考,10%
课 程 内 容 提 要
1,全光网络的概念
2,全光网络的关键设备
3,全光网络的关键技术
4.三种典型的全光网络
5.全光交换 （ 4,5为本课程的学习重点）
6.全光网络发展的最新信息（补充）
1,全光网络的概念
光网络在 21世纪的战略地位
日本,Survey on Outlook of Japan in the 21st Century, 显示的 21世
纪经济，行业基础设施排名
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
光网络
国际机场 高速公路
港口
工业园区
百分比
20世纪
曾经是电网络的时代
21世纪
将会是光网络的时代
什么是带宽、光纤
什么是带宽
英文为 Bandwidth，是网络信号可使用
的最高频率与最低频率之差。这个术语也
用来描述指定网络介质或协议的额定吞吐
能力。
什么是光纤？
光纤是以光脉冲的形式来传输信号，材
质以玻璃或有机玻璃为主的网络传输介质。
它由纤维芯、包层和保护套组成。
什么是光纤通信
光纤通信是以 激光为光源，以光导纤维为传输
介质进行的通信 。具有传输容量大、抗电磁干扰
能力强等突出优点，是构成未来信息高速公路骨
干网的主要通信方式。
1966年,英籍华人高锟 最先提出用玻璃纤维进
行远距离激光通信的设想。
1973年，美国康宁公司制成每千米传输损耗只
有 20分贝的光纤。同年，美国贝尔实验室研制出
能在常温下连续工作的半导体激光器。这两项技
术突破为光纤通信的实现铺平了道路。
1976年，美国在芝加哥两个相距 7千米的电话
局间首次进行了光纤通信试验，实现了一根光纤
能够同时容纳 8000对 人通话。
未来信息网络的核心 —— 全光网
引言
我的 Internet经历；
分析目前网络的不足之处 ；
未来信息网络的核心 —— 全光网
小结：
1）带宽不够、导致通信容量小；
2）存在,电子瓶颈,现象，网速受限；
3）升级、改造困难 …… （以后再分析）
你心目中的理想的 网络 应该具有什么特点？
全光网络概念
全光网络概念的提出
面对 INTERNET宽带接入需求，通信容量
成为关注的焦点。
现有体制动态调整网络困难较大。
光纤通信具有 30THz的潜在带宽容量；
全光网络概念
所谓 全光网络,是指网络中直到用户
端节点之间的信号通路仍保持着光的
形式，即,端到端的链路中间没有光
电转换。
换句话说，只有信号在进入和离开网
络时才进行电 /光（ E/O）和光 /电
（ O/E）转换,而在网络中的传输和交
换过程始终以光的形式存在。
全光网络特性
1.开放的、能够支持各种业务的光网络；
2.光网络灵活、易升级；
3.由于没有电 /光（ E/O）和光 /电（ O/E）转
换，允许存在各种不同的传输协议和编码
形式，使信息传输更具 透明性,并突破
“电子瓶颈”的限制。
4.具有更高效的保护和恢复能力；
5.具有简单、有效的网络控制和管理功能。
三代通信网络比较
1、电网络
2、光电混合网
3、全光网络
?为充分利用光子学的宽带性，传输系统
的走向为,
电子型 ?光电混合型 ?全光型。
三代通信网络 —— 电网络
E
M
U
X
电端机 再生中继 再生中继
E
D
M
U
X
电复用 电解复用
电端机
同轴电缆、微波 ……
(1)传统的电传输系统
(2)光电混合型光纤传输系统
O/E/O
光 缆
E
M
U
X
光发送 再生中继 再生中继
E
D
M
U
X
电复用 电解复用
光接收
三代通信网络 —— 光电混合型
三代通信网络 —— 全光网络
(3)DWDM光纤传输系统
O
M
U
X
O
D
M
U
X
OA OAOA
光发送
光发送
光发送
λ １
λ
２
λ
Ν
λ １,λ ２ …… λ Ν
光接收
光接收
光接收
λ １
λ ２
λ Ν
TX
EDFAEDFA
TXTX
TX
TXTX
TXTX
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX
40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTR
1310
RPTRTX TX
TXTX
TXTX
TXTX
TX
TX
M
U
X
120 km 120 km120 km
WDM+EDFA 革新了光纤传输
DE
M
光纤传输典型应用
全光网络的关键技术
A 光多址技术
分为三种：
1、光波分多址；
2、光时分多址；
3、副载波多址。
光波分多址
将多个不同波长且互不交叠的光载波分
配给不同的光网络单元（ ONU），用以实
现上行信号的传输。
即：各 ONU根据所分配的光载波对发送
的信息时钟进行调制，从而产生不同波长
的光脉冲。然后利用波分复用技术形成一
路光脉冲信号来共享传输光纤，并送人交
换局。
技术成熟！如,DWDM技术
光波分多址应用 —— DWDM技术
密集波分复用（ DWDM）技术是目前较
为成熟的光波分多址技术。
它在提高传输能力的同时，还具有无可
比拟的 光信道直接联网 的优势。
随着 DWDM和 OXC（光交叉连接）技术
日渐成熟，推进了光网络由 点 —— 点 到
WDM（ 波分复用 或称为多波长通道传输的
光网络）方向发展。 如图示
副载波多址
多用于光交换局到不同 OUN的 控制信号
的传送。
其原理是将多路基带控制信号调制到不
同频率的射频波上，然后将多路射频信号
复用后再去调制一个光载波。在 OUN端进
行二次解调。首先利用光探测器从光信号
中得到 多路射频信号 并从中选出该单元需
要接收的控制信号，再用 电子学方法 从射
频波中恢复基带控制信号。
光时分多址（ OTDMA）
在同一光载波波长上，先把时间分割成周
期性的 帧,再把每一 帧 分割成为若干个时隙，
然后根据一定的时隙分配原则，使每个
OUN在每 帧 只按指定的时隙发送信号，然
后利用全光时分复用方法在光功率分配器中
合成一路光时分脉冲信号，再经全光放大器
放大后送人光纤中传输。
在交换局利用全光时分解复用。
随堂小测试
010109 简述全光网络的特性
010110 光波分多址技术原理
010111 副载波分多址技术原理
限时：？ min
B 全光交换
1）传统光交换如图示：
电 /光 光 /电IN OUT
节点 1 节点 2
光放大 光放大IN OUT
端点 1 端点 2
B 全光交换
全光交换的几种方式：
空分（ SD）光交换 ;
时分（ TD）光交换 ;
波分（ WD）光交换 ;
码分光交换 ;
光分组光交换 ;
自由空间光交换 ;
0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
第一窗口
第二窗口
波长 —— λ（ μm）
普通单模光纤的衰减随波长变化示意图
6
5
4
3
2
10
。 4
0。 2
第三窗口
C 波段
1525~1565nm
1.57 1.62
L波段
ATM
Internet骨干网
DDN/ FR
PSTN/ISDN
TV
业务分配节点 (COT)
业务接入节点 （ RT）
网管
SNMP
与电信网管中心相连
Q3
100/1000M
E1/BRA/PRA 155M
622MSDH
典型应用之一：宽带综合业务光纤接入系统 拓扑结构
