光網絡，全光網，究竟啥是全光網？

深入了解光網絡和全光網的概念與差異，全光網的優勢及核心技術，為什么選擇銳捷極簡以太全光網方案，以及其在醫療，生產等場景中的解決方案和應用案例。

發布時間：2022-06-10
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1 簡述光網絡和全光網

名詞定義：

光網絡（Optical Network）一般指使用光纖作為主要傳輸介質的廣域網、城域網或者新建的大范圍的局域網。光網絡具有傳輸速度高、傳輸距離長等特點。

全光網（all optical network）：是指在光層直接完成網絡通信的所有功能，即在光域直接進行信號的隨機存儲、傳輸與交換處理等，網絡中以光節點取代現有網絡的電節點，以光纖為基礎構成的直接光纖通信網絡，即全部采用光波技術完成信息傳輸和交換的寬帶網絡。

1.1 光網絡和全光網有何不同
全光網是光網絡的一種形式；光網絡使用光纖傳輸的網絡結構，不只是以太網可以通過光纖傳輸，部分非以太網－像令牌環網、令牌總線網、FDDI等也可以使用光纖傳輸數據。
1.2 全光網優點
1、帶寬提升：全光網在網絡傳輸和交換過程全部通過光纖實現，不必在其中實現電光和光電轉換，因此能大大提高網速。全光網比傳統的電信網絡有較大的吞吐能力，數據顯示，銅線接入帶寬只有512Kbps，但全光網寬帶的帶寬可以達到50到100Mbps。

2、結構簡單：全光網絡結構簡單，端到端采用透明光通路鏈接，沿途無光電轉換與存儲，因此有極大的傳輸容量和很好的傳輸質量。

3、全光網更開放：在光網絡中，路由方式是以波長選擇路由，對不同的速率、協議、調制頻率和制式的信號都具有兼容性，同時不受限制地提供端對端業務。

4、全光網無源：對光信號處理的許多光元件是無源的，有利于網絡維護，可提高了網絡可靠性。

5、全光網擴展性好：利用虛波長通道技術，在加入新節點時，可不影響原有網絡和設備，直接實現網絡擴展，節約網絡資源，降低網絡成本。

6、全光網絡具有可重構性：可隨業務不同改變網絡結構，為大業務量的節點建立直通的光通道，可實現在不同節點靈活利用波長，實現波長路由選擇動態重建、網問互連、自愈功能。

7、不受電子瓶頸影響：全光網絡中的信息傳輸、交換、放大等無需經過光電、電光轉換，因此不受原有網絡中電子設備響應慢的影響。

8、充分利用光纖潛力，擴展網絡帶寬：全光網對光信號來講是透明的，即在光信號傳輸過程中，任何一個網絡節點都不處理客戶信息，實現了客戶信息的透明傳輸。信息的透明傳輸可以充分利用光纖的潛力，使得網絡的帶寬幾乎是可持續的。如一根光纖利用n路WDM，每路帶有10Gb/s的數字信號，則光纖傳輸容量將是n*10Gb/s。

1.3 全光網的主要技術
全光網的主要技術有光纖技術、SDH、WDM、光交換技術、OXC、無源光網技術、光纖放大器技術等, 詳細信息如下：

光交換技術

可以分成光路交換技術和光分組交換技術。

光路交換技術：

1. 空分（SD）光交換：由開關矩陣實現，開關矩陣節點可由機械、電或光進行控制。按要求建立物理通道，使輸入端任一信道與輸出端任一信道相連，完成信息交換。比如基于波導技術的波導空分、使用自由空間光傳播技術的自由空分光交換。
2. 時分（TD）光交換：系統能與光傳輸系統很好配合構成全光網。交換速率不斷提升，其關鍵是開發高速光邏輯器件。
3. 波分 / 頻分（WD/FD）光交換：信號通過不同的波長，選擇不同的網絡通路來實現，由波長開關進行交換。網絡由波長復用器 / 去復用器、波長選擇空間開關和波長互換器（波長開關）組成。

光分組交換技術：其中異步傳送模式是近年來廣泛研究的一種方式。光分組交換技術是一種更加靈活、高效的交換方式，能夠更好地適應高速數據傳輸和動態網絡環境的需求。

光交叉連接（OXC）技術

是用于光纖網絡節點的設備，通過對光信號進行交叉連接，能夠靈活有效地管理光纖傳輸網絡，是實現可靠的網絡保護、恢復以及自動配線和監控的重要手段。其主要由光交叉連接矩陣、輸入接口、輸出接口、管理控制單元等模塊組成，有空分、時分和波分等類型。

光復用 / 解復用技術

波分復用（WDM）：將不同波長的光信號復用到一根光纖中進行傳輸，在接收端再將它們解復用出來。這樣可以大大提高光纖的傳輸容量，是全光網中非常重要的技術。通過 WDM 技術，可以在一根光纖上同時傳輸多個不同波長的光信號，每個波長都可以作為一個獨立的信道來傳輸數據。銳捷創新地將彩光技術應用到交換機，在極簡光方案中，更是將彩光技術和以太全光有機結合，成效顯著。目前，極簡以太彩光入室案例已有20W+，充分為客戶帶來了高效穩定的網絡體驗，為客戶的業務發展提供了更廣闊的空間和更多的可能性。

時分復用（TDM）：在時間域上對光信號進行復用和解復用，將不同的光信號分配到不同的時間時隙中進行傳輸。TDM 技術可以與 WDM 技術結合使用，進一步提高光纖的傳輸容量和效率。

光放大技術

光纖放大器是建立全光通信網的核心技術之一，也是密集波分復用（DWDM）系統發展的關鍵要素。常見的有摻鉺光纖放大器（EDFA），它具備高增益、高輸出、寬頻帶、低噪聲、增益特性與偏振無關等一系列優點，可促進超大容量、超高速、全光傳輸等新型傳輸技術的發展。

無源光網技術

由光線路終端（OLT）、光分配網絡（ODN）和光網絡單元（ONU）組成。ODN 中沒有電源設備，全部由無源器件組成，如光纖、光分路器、光連接器等。這種技術具有成本低、可靠性高、易于維護等優點，適用于接入網等場景。

全光波長轉換技術

在全光網中，不同波長的光信號需要進行相互轉換，以滿足網絡的路由和交換需求。全光波長轉換技術可以在不進行光 - 電 - 光轉換的情況下，直接將一個波長的光信號轉換為另一個波長的光信號，提高了網絡的靈活性和效率。

2 網絡如何選？

在光纖通信系統中，只有科學合理的通信體系結構才能夠發揮光纖系統的優勢，組成理想的高速、大容量、高質量的光纖網絡，而原有的電子線路通信在全光網絡實行中是一個巨大的阻礙，要去除電子線路的影響需要光纖通信系統技術的進步。傳統通信網絡和光纖網絡并存時存在光電變換的過程，并且二者的結合受限于電子器件，光電交換信息的容量決定于電子部分的工作速度，本來帶寬較大的光纖網絡在進行光電交換時就變得狹窄了，致使整個網絡的帶寬也隨之受限。因此在光通信網絡中，需要在交換節點上直接進行光交換而省去光電變換的過程，這樣才能釋放光纖的通信帶寬，實現其通信容量大和通信速率高的優點。

銳捷推出的極簡以太全光網解決方案，就是采用以太網傳輸架構構建的全光網，使用RG-DEMUX/MUX系列以太全光網合路器，實現端到端透明光通路鏈接，沿途無光電轉換與存儲，可以提供更大的傳輸容量和很好的傳輸質量，幫助全光網實現匯聚節點無源，同時，銳捷為醫療內外網業務模式特別推出“一機雙網”部署方案與產品形態設計，采用“4個自適應千兆以太網端口，1個1G/2.5G光口”的極簡光入室交換機，實現光纖入室萬兆/千兆帶寬。設備形態采用86面板型設計，免破墻安裝，無風扇，美觀又靜音，一體化部署，可以輕松實現內外網物理隔離，推薦用于醫療場景，包括醫生辦公室、門診大廳、病房、影像室等區域。為什么很多同行都推薦以太彩光？查看銳捷為醫院擴建提供的以太彩光案例，深入了解該方案在醫療場景中的應用效果。

在網絡運維管理方面，銳捷醫療極簡以太全光網方案管理簡單高效，支持接入管控，終端批量無感知準入，安全快速入網，使得網絡安全可靠。如果想了解銳捷極簡光技術的新進展，不妨看看極簡光3.X發布會直播視頻中的詳細介紹。

3 總結

全光網在新一代寬帶技術中備受矚目，隨著Internet業務和多媒體應用的快速發展，網絡的業務量正在以指數級的速度迅速膨脹，這就要求網絡必須具有高比特率數據傳輸能力和大吞吐量的交叉能力。特別是對于光纖距離遠或光纖資源匱乏的業務場景，為有效節約光纖資源，建議選用全光網架構，充分利用光網絡傳輸速度高、傳輸距離長等特點。

全光網在新一代寬帶技術中備受矚目，隨著Internet業務和多媒體應用的快速發展，網絡的業務量迅速膨脹，對網絡的比特率和吞吐能力提出了更高要求。對于光纖資源受限的場景，選擇全光網架構是理想的解決方案。對于園區和企業用戶而言，銳捷提供了一份以太彩光網 VS PON網絡對比指南，幫助用戶更好地理解技術適配。

銳捷極簡以太全光網解決方案，采用以太網傳輸架構構建全光網，可實現端到端透明光通路鏈接，提供更大的傳輸容量和很好的傳輸質量，幫助全光網實現匯聚節點無源。

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