6、为此,网络的交换功能应当直接在光层中完成,这样的网络称为全光网.它需要新型的全光交换器件,如光交叉连接(OXC)、光分插复用(OADM)和光保护倒换等

全光网是以光节点取代现有网络的电节点，并用光纤将光节点互联成网，采用光波完成信号的传输 交换等功能，克服了现有网络在传输和交换时的瓶颈，减少信息传输的拥塞 延时 提高网络的吞吐量。

全光网已被认为是未来通信网向宽带大容量发展的优选方案。

全光网由光节点、光链路、光网络管理单元等构成。

1.光节点

光节点是重要的网元，主要有两种类型：光接入节点和光交换节点。光接入节点，具有光信道的选择特性；而光交换节点，适用于作为网状型网的光节点及两个环形网之间的连接节点。

光接入节点的基本功能：1）光信道进入网络和从网络下路；2）非本地信息直接旁路，不在本地节点上进行处理，贯通而过；3）光信道的性能监测、故障检测、保护和恢复。4）对网络的管理和控制。5）具有好的透明性，适应不同种类的、不同格式的、不同传输速率的本地信息，畅通地进出网络。

光交换节点的基本功能：1）路由选择；2）按其所选择的路由，建立各输入端和输出端之间的全光连接，将输入端的光信号在所建立的全光通道上无阻塞地达到所指定的任意输出端；3）可实现光信号交换功能；4）可以进行光信号的放大、处理；5）光信道的性能监测、故障检测、保护及恢复；6）控制、管理。

光交换节点由光输入接口、光输出接口、光交换单元、控制及管理单元组成。

2.光链路

光链路一般指光纤链路。光纤链路中可设置光放大器，用以提高链路性能。典型的光纤链路有：

G.652光纤：迄今为止使用量最大的光纤；

G.655光纤：适合密集波分复用系统使用的光纤；

其他光链路：无线光通信（大气及自由空间光通信）。

3.光网络管理单元

光网络管理系统是全光网络的头脑和指挥系统，具有性能管理、设备管理、故障管理等功能，还应包括网络的安全体系、安全管理，确保网络的存活性、可靠性和安全性，以及计费管理等实用化功能。

全光网的管理、控制和运作 全光网对管理和控制提出了新的问题：①现行的传输系统(SDH)有自定义的表示故障状态监控的协议，这就存在着要求网络层必须与传输层一致的问题；②由于表示网络状况的正常数字信号不能从透明的光网络中取得，所以存在着必须使用新的监控方法的问题；③在透明的全光网中，有可能不同的传输系统共享相同的传输媒质，而每一不同的传输系统会有自己定义的处理故障的方法，这便产生了如何协调处理好不同系统、不同传输层之间关系的问题。从现阶段的WDM全光网发展来看，网络的控制和管理要比网络的实现技术更具挑战性，

关键技术三 全光网的管理、控制和运作

全光网对管理和控制提出了新的问题：①现行的传输系统(SDH)有自定义的表示故障状态监控的协议，这就存在着要求网络层必须与传输层一致的问题；②由于表示网络状况的正常数字信号不能从透明的光网络中取得，所以存在着必须使用新的监控方法的问题；③在透明的全光网中，有可能不同的传输系统共享相同的传输媒质，而每一不同的传输系统会有自己定义的处理故障的方法，这便产生了如何协调处理好不同系统、不同传输层之间关系的问题。从现阶段的WDM全光网发展来看，网络的控制和管理要比网络的实现技术更具挑战性，网络的配置管理、波长的分配管理、管理控制协议、网络的性能测试等都是网络管理方面需解决的技术。

在传输方面，光纤放大器是建立全光通信网的核心技术之一。DWDM系统的传统基础是掺饵光纤放大器（EDFA）。光纤在1.55μm窗口有一较宽的低损耗带宽（3OTHz），可以容纳DWDM的光信号同时在一根光纤上传输。研究表明，1590nm宽波段光纤放大器能够把DWDM系统的工作窗口扩展到1600nm以上。

贝尔实验室和NH的研究人员已研制成功实验性的DBFA。这是一种基于二氧化硅和饵的双波段光纤放大器，它由两个单独的子带放大器组成：一个是传统1550nm EDFA（1530-1560nm），另一个是1590nm的扩展波段光纤放大器EBFA和EDFA（工作波长1570-1605nm），EBFA和EDFA的结合使用，可使DWDM系统的带宽增加一倍以上（75nm），为信道提供更大的空间，从而减少甚至消除了串话。因此，1590nmEBFA对满足不断增长的高容量光纤系统的需求迈出了重要的一步。

虽然光网发展可期，而且 WB，WSS 等 ROADM器件已经发展成熟，利用它们构造一个动态可配置的全光网已经不再是“空中楼阁”式的深化。但是要构建一个可获得的可运营、可管理、可维护的性价比高的电信级传送网，全光网还面临着如下困难和挑战：物理参数预算；光层信号透明；网络传送成本等。

从技术成熟度来看，纵然WB，WSS等可扩展地ROADM器件已经成熟，全光网能够实现动态可调。但在解决光层监控等问题之前，WB，WSS等器件只是用于改善波分网络的柔性，实现无波长规划可任意扩容，而不是用于动态调度。全光网在短期内还能只能处于一个理想状态中，不可能规模铺设。

但全光网作为光通信技术发展的最高阶段，随着光通信技术的发展,特别是长距离超长距离传输技术、高密度复用技术、光监控技术、光交换交叉连接技术、全光波长转换技术等的发展, 全光网最终也会走向成熟。从初级 阶段简单的环、链，会逐步扩展到P一 ccyle、 双环、多环、局部Mesh, 最终到光传送网的高级阶段, 各种技术都 已成熟, 原有的多个彼此非透明的局部全光网将会被打通, 形成相对完整的全光网。

为开发先进的光纤通信网络，美国国防部高级研究计划署DARPA资助了宽带信息基础技术(BIT)研究计划，BIT计划的核心是多波长光网络MONET项目，它是一个建立在波分复用基础上的美军未来全球多波长网络试验床，其目标是推进、演示和使各种网络结构、先进技术和网络管理集成在一起，以实现大容量、高性能、经济、可靠的多波长全国(或全球)透明光网，供商业和政府通信之用。

欧盟也资助了欧洲先进通信研究和技术发展(RACE)计划以及先进通信技术和业务(ACTS)研究计划。欧盟资助的ACTS研究计划中，光技术领域由多个项目组成，其重点放在实验演示上，同时对不同的光网络和相关器件进行研究。

中国：上海率先跨入全光通信时代

上海在全国率先跨入了全光通信的商业化运营时代。由上海科技网升级改造的上海全光通信示范网正平稳顺利运行，863高科技成果实现产业化。

上海科技网完成全光化改造后，单根光纤传输总带宽达到40Gb/s，是原来ATM网155兆带宽的256倍，1秒钟内可输送相当于2.5亿个汉字的信息，做到了名副其实的“海量”传输。上海全光网能与现有各种通信设备能良好“合作”，引起各应用部门的充分关注，截止2001年9月已有1000多个用户开通了应用服务。

上海全光网的成功运用造就了商机，上海光网公司将为云南昆明全光宽带网工程提供设备，内蒙古、重庆的有关单位也表示了合作意向。

四川巴中市也成功建成全省首批“全光网城市”。全市基本实现铜缆全部换成光纤，意味着巴中市从此告别“铜网旧时代”，迈入全球领先的百兆普及“全光”网络新时代。

近年来，巴中市通信基础设施建设走在了四川省前列。2011年7月，市政府与中国电信四川公司签订《智慧巴中光网城市战略合作协议》。2012年开始，巴中进入“全光”网络建设阶段。其建设覆盖面包括城市和农村，涵盖各个乡镇和行政村。3年多时间以来，实现城区及乡镇100%光纤网络覆盖，656个行政村通光纤，覆盖60万家庭用户。

2015年9月16日，随着最后一个程控交换局的退网，无锡电信圆满完成全光网建设工作，标志着全国首个高标准全光网城市、江苏省首个全光网城市在无锡正式建成。针对全光网城市建设目标，无锡电信提出了赶超国际的国内全光网城市建设的最高标准：光网覆盖率100%、新增宽带光接入率100%、传统交换设备退网率100%、宽带用户平均带宽超30M，实现任何人、任何时间、任何地点的光接入需求都能得到及时响应。

9月10日，随着1500万人口的特大城市—成都市建成“全光网城市”，四川21个市州全部建成“全光网市(州)”。四川成为全国首个“全光网省”，光网用户平均上网带宽达到37.9M，居全国第一。