1.2 光纤通信网络的发展现状

光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步，为了适应网络发展和传输容量不断提高的需求，人们在传输系统的技术开发上做出了不懈的努力。据资料显示，单信道的最高传输速率可达640Gbit/s，即使采用光时分复用（OTDM）和波分复用（WDM）技术来提高光纤通信系统容量，其程度仍然有限，就现有WDM系统传输容量的试验水平来看，1.6Tbit/s［160（10Gbit/s）］WDM系统已经成功商用。后来北电随即推出80（80Gbit/s）的WDM系统，总容量达到6.4Tbit/s。此外，朗讯公司采用80nm谱宽的光放大器创造了波长数高达1022的世界纪录。由于WDM只是一种在光域上的复用技术，形成一个光层的网络即“全光网”，将是光通信的最高阶段。即建立一个以WDM和OXC（光交叉连接）为基础的光网络层，实现用户端到端的全光网连接，用一个纯粹的“全光网”消除光电转换的瓶颈，将是未来的发展趋势。

1.2.1 光网络的基本概念

光网络是光纤通信网络的简称，它是指以光纤为基础传输链路所组成的一种通信体系结构。换句话说，光网络就是一种基于光纤的电信网。它兼顾“光”和“网络”两层含义，即可通过光纤提供大容量、长距离、高可靠的链路传输手段；同时在上述媒质基础上，可利用先进的电子或光子交换技术，并引入控制和管理机制，实现多节点间的联网以及基于资源和业务需求的灵活配置功能。

一般来说，光网络是由光传输系统和在光域内进行交换/选路的光节点构成，并且光传输系统的传输容量和光节点的处理能力非常强大，电层面的处理通常是在边缘网络中进行的，边缘节点通过光通道实现与光网络的直接连通。图1-3所示为基于WDM的多波长光网络总体结构图。光网络常使用的设备有OTM（光终端复用器）、OADM（光分插复用器）和OXC（光交叉连接器）。

图1-3 基于WDM的多波长光网络总体结构示意图

光网路节点（ONN）是用户终端与光网络的接口界面，可提供交叉连接和选路等功能，用于控制、分配光信号的路径，从而实现源节点和目的节点之间的光连接。网络中的光电转换和电子处理器件主要集中在边缘节点，用于业务上路和下路操作。由此可见，这种光网络不是一种纯光的光网络，它的控制、管理以及处理仍然是由电层来完成的。

1.2.2 光网络的组网技术现状

我国的光纤网是从1985年开始建设的，由于其具有信息传输容量大、传输距离长的特点，当时34Mbit/s、140Mbit/s PDH（准同步数字系列）系统迅速得到商用。20世纪90年代初SDH（同步数字体系）系统得到商用后，大多数干线部署2.5Gbit/s或10Gbit/s SDH系统。

目前我国核心网光传输系统主要采用2.5Gbit/s以上的系统，部分干线采用32×10Gbit/s密集波分复用（DWDM）系统，其结构基本上是点到点，部分考虑了SDH层面上的保护。而新建设的DWDM系统大多采用OADM环网方案。接入网中已大量采用光纤接入方式，包括采用有源光接入数字环路载波系统（DLC）和无源光网络（PON）的光纤接入方式，实现FTTC（光纤到路边）、FTTB（光纤到大楼）、FTTH（光纤到户）接入，以满足大数据背景下对网络带宽增长的需求。

2012年，网络技术已经从10Gbit/s速率技术发展状态直接进入100Gbit/s速率技术全面应用时期，100Gbit/s速率系统产品已经取代了40Gbit/s的产品，并得到运营商的高度认可。2013年，中国移动首先建设成功当时全球最大的100Gbit/s干线网络，并在此基础上引入自动交换光网络（ASON）技术，以提高传送网的资源保护效率和资源利用率。

从广义的角度看，光网络应该覆盖城域网和接入网，由于这两种网络在网络中位置不同，各自的技术特征也不同，因此可根据需求选择不同的技术。通常城域骨干网中可供选择的技术有SDH、DWDM、OTN（光传送网）、MSTP（多业务传送平台）、ASON等，接入网中常使用的技术包括SDH、CWDM（粗波分复用）、MSTP、EPON（以太网无源光网络）、GPON（千兆位无源光网络）、PTN等，这些技术将在后面的各章节进行相应的介绍。