浅析有线电视全光网络关键技术

殷亚男

摘 要：本文首先对介绍了全光网络的概况，后又对全光网络的发展进行了详细分析，其中又分为两大部分，全光网络关键性技术及全光网络在现代社会发展中所面临的挑战，最后在现有基础上对全光网络未来发展进行了展望。

关键词：通信网 全光网络 信息

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0019-01

社会的进步，科技的发展，传统的通讯手段已远远不能满足现在社会对信息质量的要求，在此基础上，光纤通讯应运而生。现有的通信网以光的复用技术为基础，以电信号处理信息，网络的各个节点要完成光/电/光的转换最终获得信息，这就导致其中的电子件难以适应高速、大容量的需求，致使通信网极易产生“电子瓶颈”现象，诸如带宽限制、串话加剧、功能消耗过高等。有争议就有进步，人们提出了全光网（AON）的概念，光纤通信逐渐开始向全光网络的方向发展。

1 全光网络概况

“全光网络”又称“全光通信网络”，它是指光信息流在网络传输及交换时以光的形式存在，而不需要经过光/电、电/光之间的转换。全光网络使用光纤作为传输介质组建网络，传统的有线电视用户与用户之间采用电信号的传输方式，而全光网络利用光波在光纤中传播产生的信号进行信息交换，通过波长选择器件实现路由选择。传输过程中直接对光信号进行处理，使数据从节点到目的节点的传输过程都在光域内进行，中间没有电信号的介入，使信号具有透明性。全光网络有星形网、总线网和树形网三种基本类型。

2 全光网络的发展

2.1 全光网的关键技术

全光网络具有良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，是下一代高速宽带网络的不二选择，其良好的特性取决于全光网络关键的技术，目前全光网络技术主要有光交换技术、光交叉连接（OXC）技术、全光中继、光复用/去复用技术等类型。

光交换技术有空分光交换、时分光交换、波分/频分光交换以及由它们结合组成的各种交换形式。传统的光交换利用光变电、电变光之间的转换，对交换容量的电子器件有很高的要求，现有的电子器件往往受到工作速度的限制，从而导致整个光通信系统的宽带受到限制。直接光交换可充分利用光通信的宽带特性，省去光/电、电/光的交换过程，能切实保障信息的传播，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。

光交叉连接（OpticalCrossConnection）技术，简称OXC。OXC是具有多个标准的光纤接口，由光交叉连接矩阵、管理控制单元、输入单元、输出单元等模块组成。光交叉连接技术，是在光域中实现高速信息传播的有力保障。OXC也有空分、十分和波分三种类型。波分复用技术和空分技术相结合，能使交叉连接矩阵的容量和灵活性大大提高，目前波分复用和空分技术的应用比较成熟，时分技术还有待提高，光交叉连接技术是未来光技术的关键。

全光中继技术，为了时信号有更远的传输距离，就需要放大光信号，这就需要信号放大器。传统的光纤传输系统采用光—电—光再生中继器，这种中继设备十分复杂，系统的稳定性和可靠性都不能得到保证。经过多年努力，传统的再生中继器已经被全光传输中继器所代替，实现了在光路中对信号的直接放大。目前半导体光放大器（SOA）和光纤放大器（掺铒光纤放大器——EDFA、掺镨光纤放大器—PDFA、掺铌光纤放大器—NDFA）也已经研发并相继投入使用。由于SOA尚未能克服噪声、偏振相关性等的影响，目前采用的光放大技术主要是EDFA。

光复用/去复用技术包括：光时分复用（OTDM）、波分复用（WDM）、光分插复用（OADM），光时分复用技术又可分为超窄光脉冲的产生与调制技术、全光复用/去复用技术、光定时提取技术等。

各种关键性技术为全光网络的发展提供了必要的技术支持，它们是人类文明的发展的产物，更助推人类文明向更高更强的方向发展。

2.2 面临的挑战

目前全光网络的网络管理有待完善。完整的网络管理系统是有效管理的关键，建设全光网络管理系统应在充分了解现有光技术光系统，以此作为建立管理系统的基本依据，为全光网络的发展奠定物质基础，例如在有线电视发展方面，立足现有广播电视传播骨干网、三级光纤环网以及环形骨干网的各个光节点延伸的星形网络，逐步地对全光网络进行拓展，不断完善全光网络的管理系统，有计划有步骤的将整个广播电视网络连成一个整体；目前光性能监视和测试仍处于初步发展阶段，对光层的性能监视和性能管理的定义还未规范化；目前在光层内实现互操作，以及光层和网络其他层之间的互操作仍面临着难关，ITU和光互连网论坛（OIF）正致力于两者进行相关问题的攻克；目前利用单模光纤传输有线电视信号时，现有激光器尚不能获取高质量的光源，反射机的输出功率光尚不能满足对光单色性、相干性的需求；全光网络的发展需要完整的技术支持，现有技术在全光网络发展中仍受到许多限制，不能更好更高效地促进其发展也是目前全光网络发展的一大诟病。

2.3 发展趋势

传统的通信网络以光的复用技术为基础，完成光/电/光的转换，进行信号的转换、信息的交流，为通信领域的发展做出了极大的贡献。随着时代的发展，通讯信息的高速发展与普及，通信技术也被广泛应用与人们的生产生活。为了更好地适应社会活动、推动社会发展，全光网络逐渐被人们发现、应用，成为今后通信网发展的目标。全光网的发展应分两个阶段进行，第一阶段：全光网传送。即使数据在从节点到目的节点的传输过程都在光域内进行，完全靠光波沿光纤传播实现信号的长距离传播，中间没有电信号的介入，达到传输过程中对光信号的直接处理。第二阶段：实现完整的全光网络。在完成全程光传播的基础上，后续进行的信号处理、储存、交换以及多路复用/分用、进网/出网等都由光子技术完成，最终实现光在端到瑞的传输、交换和处理。

3 结语

信息化的发展对通信网的宽带和容量都有了更高的要求，光波传播在光纤通信的应用已得到初步发展，全光网络在现代有线电视传播领域也占据了不可取代的位置。虽然目前全光网络的发展尚不完善，仍需要更多的探索和钻研，但现今时代对通信网络的高标准、高要求也决定了全光网络必成为下一代高速宽带网络的首选。

参考文献

[1] 邱铉，张莛.有线电视全光网络的关键技术及发展前景[J].声屏世界，2012（9）.

[2] 任玲.有线电视全光网络的关键技术及发展前景[C]//第四届全国城市有线电视技术研讨会暨第四届京、津、沪、渝有线电视技术研讨会.2006.endprint