1.2 光纖通信網絡的發展現狀

光纖通信的發展依賴于光纖通信技術的進步，為了適應網絡發展和傳輸容量不斷提高的需求，人們在傳輸系統的技術開發上做出了不懈的努力。據資料顯示，單信道的最高傳輸速率可達640Gbit/s，即使采用光時分復用（OTDM）和波分復用（WDM）技術來提高光纖通信系統容量，其程度仍然有限，就現有WDM系統傳輸容量的試驗水平來看，1.6Tbit/s［160（10Gbit/s）］WDM系統已經成功商用。后來北電隨即推出80（80Gbit/s）的WDM系統，總容量達到6.4Tbit/s。此外，朗訊公司采用80nm譜寬的光放大器創造了波長數高達1022的世界紀錄。由于WDM只是一種在光域上的復用技術，形成一個光層的網絡即“全光網”，將是光通信的最高階段。即建立一個以WDM和OXC（光交叉連接）為基礎的光網絡層，實現用戶端到端的全光網連接，用一個純粹的“全光網”消除光電轉換的瓶頸，將是未來的發展趨勢。

1.2.1 光網絡的基本概念

光網絡是光纖通信網絡的簡稱，它是指以光纖為基礎傳輸鏈路所組成的一種通信體系結構。換句話說，光網絡就是一種基于光纖的電信網。它兼顧“光”和“網絡”兩層含義，即可通過光纖提供大容量、長距離、高可靠的鏈路傳輸手段；同時在上述媒質基礎上，可利用先進的電子或光子交換技術，并引入控制和管理機制，實現多節點間的聯網以及基于資源和業務需求的靈活配置功能。

一般來說，光網絡是由光傳輸系統和在光域內進行交換/選路的光節點構成，并且光傳輸系統的傳輸容量和光節點的處理能力非常強大，電層面的處理通常是在邊緣網絡中進行的，邊緣節點通過光通道實現與光網絡的直接連通。圖1-3所示為基于WDM的多波長光網絡總體結構圖。光網絡常使用的設備有OTM（光終端復用器）、OADM（光分插復用器）和OXC（光交叉連接器）。

圖1-3 基于WDM的多波長光網絡總體結構示意圖

光網路節點（ONN）是用戶終端與光網絡的接口界面，可提供交叉連接和選路等功能，用于控制、分配光信號的路徑，從而實現源節點和目的節點之間的光連接。網絡中的光電轉換和電子處理器件主要集中在邊緣節點，用于業務上路和下路操作。由此可見，這種光網絡不是一種純光的光網絡，它的控制、管理以及處理仍然是由電層來完成的。

1.2.2 光網絡的組網技術現狀

我國的光纖網是從1985年開始建設的，由于其具有信息傳輸容量大、傳輸距離長的特點，當時34Mbit/s、140Mbit/s PDH（準同步數字系列）系統迅速得到商用。20世紀90年代初SDH（同步數字體系）系統得到商用后，大多數干線部署2.5Gbit/s或10Gbit/s SDH系統。

目前我國核心網光傳輸系統主要采用2.5Gbit/s以上的系統，部分干線采用32×10Gbit/s密集波分復用（DWDM）系統，其結構基本上是點到點，部分考慮了SDH層面上的保護。而新建設的DWDM系統大多采用OADM環網方案。接入網中已大量采用光纖接入方式，包括采用有源光接入數字環路載波系統（DLC）和無源光網絡（PON）的光纖接入方式，實現FTTC（光纖到路邊）、FTTB（光纖到大樓）、FTTH（光纖到戶）接入，以滿足大數據背景下對網絡帶寬增長的需求。

2012年，網絡技術已經從10Gbit/s速率技術發展狀態直接進入100Gbit/s速率技術全面應用時期，100Gbit/s速率系統產品已經取代了40Gbit/s的產品，并得到運營商的高度認可。2013年，中國移動首先建設成功當時全球最大的100Gbit/s干線網絡，并在此基礎上引入自動交換光網絡（ASON）技術，以提高傳送網的資源保護效率和資源利用率。

從廣義的角度看，光網絡應該覆蓋城域網和接入網，由于這兩種網絡在網絡中位置不同，各自的技術特征也不同，因此可根據需求選擇不同的技術。通常城域骨干網中可供選擇的技術有SDH、DWDM、OTN（光傳送網）、MSTP（多業務傳送平臺）、ASON等，接入網中常使用的技術包括SDH、CWDM（粗波分復用）、MSTP、EPON（以太網無源光網絡）、GPON（千兆位無源光網絡）、PTN等，這些技術將在后面的各章節進行相應的介紹。