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摘要全光网一直被人们认作是通信网的未来理想,在2001年的技术泡沫破灭之后,全光网从理论研究焦点转到一种相对停滞状态。
但随着液晶、MEMS技术的发展以及WB,WSS等可配置光器件的成熟,全光网再次成为焦点。本文从全光网起源背景、现状、发展趋势及全光网有待解决的技术问题入手,阐述了对全光网发展趋势的认识。
关键词全光网可配置光分插复用器波长阻塞 波长选择性交叉 微电子机械系统
1、引言
全光网(ASON)是指信息从源节点到目的节点之间全部采用光信号完成信息交换和传输的网络。一方面技术发展使得单根光纤的可用容量高达Tbit/s,另一方面随着互联网业务的迅猛发展,业务需求迅猛膨胀,传统电信号处理设备面临“电子瓶颈”限制,用电信号处理设备构建整个网络将使节点变得庞大、复杂而且难以实现,直接在光域处理信息,可以避免“电子瓶颈”,充分利用光层组网灵活性。
从上个世纪末,全光网就进入了研究视野,但受制于光器件的发展,全光网大多停留在理论研究状态,2001年通信泡沫破灭对光器件领域造成了重大打击,全光网也因此淡出视野。现在几年的时间过去了,全光网领域有什么新进展呢?本文将从光通信技术史开始,导出全光网的诞生、衰退、现状,并重点结合全光网面临的挑战介绍全光网的发展趋势。
2、全光网发展历程回顾
自高昆(K.C.Guo)和霍克曼(G.A.Hckman)于1966年提出玻璃纤维可传输光信号,并明确指出通讯光纤的要求是每公里衰减小于20分贝之后,通信领域开启了光纤通信技术时代。光纤通信的技术自此层出不穷,推动了光纤通信的快速发展。
1970年,美国康宁公司首次研制成功石英光纤;1972年,首次光纤通信实验成功;1977年,美国芝加哥研制成功第一套光纤通信系统;1987年,英国南安普顿大学研制出掺铒光纤放大器(EDFA);1992年,美国朗讯公司研制出实用化的波分复用(WDM)系统;1996年,波分复用WDM系统开始商用;1999年,华为公司推出商用的32×10Gbit/sDWDM系统产品;2001年,NEC在OFC上展示了10.92Tbit/s(273×40Gbit/s)WDM无电中继传输试验。
随着光纤传输容量的不断提高,基于数字电子技术的电处理系统已经逼近电子器件的处理上限,进一步提高设备处理容量的难度越来越大,电子技术的发展速度已经远远赶不上光纤容量急速增长速度。基于WDM技术,在光信号上直接完成光信号的转发,成为共识,这导致了全光网的产生。WDM的广泛铺设进一步推动了全光网络研究热潮,以WDM技术为基础光交叉为核心的全光网成了竞相发展的重点。
2000年3月的OFC会议,Agilent首次公开演示了光交叉器件,同期Xros公司展出了第一个1152×1152端口交叉的全光交叉连接设备X-1000;2001年,Agere公司推出基于MEMS技术的64×64光开关阵列,开始了商用;与之同时,世界各国也争相投入了财力资助全光网应用,如美国国防部(DARPA)资助的多波长光网络MONET、国家透明光网络NTON等计划,欧洲的RACE,ACTS等计划,日本的SUCCESS计划,意大利的PROMETEO计划,以及中国的“中国高速信息示范网”国家“八六三”重大项目等,全光网进入高速发展时期。
在这段时期,各式各样新技术层出不穷,全光网中的关键光器件技术得到长足发展,如可调激光器、可调滤波器和全光波长转换器等,特别是3DMEMS技术、气泡技术使大容量光交叉器件成为现实,光交叉的容量也从64×64发展到1024×1024,规模灵活性越来越强,处理能力与电交叉矩阵越来越相当,全光网时代似乎指日可待。
然而,实际需求与全光网之间存在巨大的鸿沟,脱离了实际需求的技术发展终究不过是黄粱一梦,而股市融资加剧了投机活动,导致了有史以来的最大泡沫。2001年不可阻挡的通信泡沫终于破灭,作为通信领域的最大泡沫全光网遭受了沉重打击。电信类上市公司市值与最高峰时相比下降了大约2.5万亿美元,以带宽批租运营模式为生的GlobalCrossing、WorldCom运营商更是破产清算,整个通信市场一片低迷萧条。
作为全光网的前沿阵地,光器件领域也被迫进行了整合、瘦身运动。在2002年9月,AlcatelOptronics裁掉58%的员工,关闭两个工厂,2003年5月卖给Avanex公司;2002年10月,Nortel器件部门卖给了Bookham公司;2003年2月,Corning公司宣布停止其波长交换/波长阻塞产品线,同年5月,其器件部门全部卖给Avanex公司;2003年3月,MEMS光开关的代表OMM公司宣布关门更是成了全光网进入低迷时期的关键标志。生存法则主宰了通信领域的发展,全光网进入相对沉寂时期。
3、全光网发展现状及发展趋势
经历了2001至2003年漫长的冬眠期,光传送网市场在逐步复苏,包括Verizon、SBC在内的北美运营商、以及包括BT、FT在内的欧洲运营商先后提出各自的光传送网RFP,纷纷提到传送网设备光层可配置,市场需求的启动导致了全光网的回暖。在系统设备供应领域,新兴的Startup公司纷纷推出自己的光层解决方案,包括推出光波长跟踪技术,实现可管理动态光网络解决方案;推出基于WSS支持向多向OXC演进的ROADM光层解决方法;种种迹象表明:以光层可配置为标志的全光网在逐步回暖,并成为业界关注焦点。
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