一 未来的全光网络
   　
   　　今日困扰电信运营商的问题主要是如何应对因特网宽带接入需求的飞速发展以及竞争对手咄咄逼人的竞争。他们因此需要成倍地提升通信容量，降低成本，迅速提供业务。DWDM光传输系统无疑解决了提升通信容量的问题，但DWDM也带来了很多问题。现在的通信网络是多种接入方式并存的状况，语音通过TDM网络，IP通过以太网或ATM，视频通过HFC网络，骨干网普遍采用SDH体制，包括本地，地区以及全国三级，并通过ADM和DXC连接起来，这种体制下DWDM只用在地区以及全国两级。骨干网中光信号需要再生，成了影响系统成本和性能的大问题。另外现有体制如果要修改SDH的上下话路，交叉连接以及环的设置往往需要几周甚至几月的时间。现有的数字交叉连接设备也无法处理应用DWDM带来的成百上千的端口连接。
   　
   　　来的光网络将彻底解决以上问题。在未来光网络中，网络是可以动态调整的，可以根据客户端需求设置波长；未来的网络不再是环型的，而是网状的，从而大大降低设置连接的复杂度；DWDM将从本地网开始得到应用，甚至接入网中都会应用；未来的网络是基于IP的，是三网合一的。
   　
   　　二 全光网络技术
   　
   　　限于篇幅我们不可能详细介绍每一种技术，这里我们只会给出基本概念。
   　
   　　1 DWDM/FDM技术
   　
   　　密集波分复用DWDM技术的发展与成熟是推动全光通信网络发展的最重要因素。正是由于几十个甚至上百个波长可以在一根光纤里同时传输，基于波长的光交换才成为可能，传统的电交换体制才第一次有可能丢掉统治地位。也正是由于波分复用技术，不同体制的信号如语音，数据，视频才有可能在一起传输。相对于DWDM技术，频分复用FDM技术有成熟的光纤副载波复用技术为依托，可以更经济有效地实现。
   　
   　　2 高速器件技术
   　
   　　DWDM技术可以提供的波长数并不是可以无限增长的，提高单路传输的速率同样是扩大系统通信容量的主要手段。截止目前10G速率已经在骨干光通信网络中取得统治地位，对于40G器件的研究已经进入商业实验阶段。原来普遍认为由于硅基电子电路的限制，40G将成为单路传输的上限。但最近美国有公司宣布利用超导技术可以突破这一限制。与高速器件相关的技术主要是高速光发射与接收器件，外调制器技术以及相配套的芯片技术。
   　
   　　3 可调光器件技术
   　
   　　可调光器件主要包括可调激光器，可调滤波器，可调衰减器等。这其中最主要的是可调激光器，这种器件可以部分替代光交换器件，从而降低全光网络的成本。
   　
   　　4 长途传输技术
   　
   　　光通信的长途传输一靠克服损耗，二靠克服色散。前者以前通过EDFA，现在可以通过拉曼放大器实现分布放大。后者一直以来没有太好办法，孤子曾经被认为是理想方案，但直到最近才有一家法国公司将其变为现实。人们还发明了很多色散补偿办法，特别是和拉曼分布放大技术结合，可以根本解决色散问题。除此之外人们还利用数字信号处理技术，如FCC来提高链路损耗。FEC的基本思路是通过一种特殊的编码方式对输入的SDH信号序列进行编码，得出特征码比特串，将这些特征码与SDH信号一起传送，在接收端对收到得信号按照同样得编码方式重新计算特征码，并与收到得源端特征比特串相比较，进行检错与纠错。采用FEC的好处是可显著改善传输误码的特性，增加传输距离，同时还可预报传输网性能的恶化情况。
   　
   　　5 光交叉连接器件技术
   　
   　　光交叉连接器件是全光网络的核心器件。实现这种器件的技术包括MEMS，液晶，喷墨技术，全息技术等。
  
   　　6下一代交换技术
   　
   　　(1) 动态路由和波长分配技术：给定一个物理拓扑，为每一个带宽请求决定路由和分配波长以建立光信道的问题就是波长选路由和波长分配问题。目前较成熟的技术有最短路径法，最少负荷法和交替固定选路法等。
   　
   　　(2 )光标记分组技术：类似于IETF的多协议标签交换技术MPLS，这是一种基于波长的利用光交换机来实现的技术。
   　
   　　(3) 光突发数据交换技术：这是一种基于光突发路由器的将控制信息和业务数据分开传送和交换的分组交换技术，实现相对成本较低，非常适合于局域网应用。
   　
   　　三 全光网络设备逐个数
   　
   　　1 骨干光网络设备
   　
   　　由于DWDM技术的巨大成功，骨干网成为全光网络技术最早应用的地方。利用全光网络技术有助于骨干网络设备提高传输容量，延伸传输距离，降低传输成本。骨干光网络设备的供应商主要包括北电(Qtera技术等)，朗讯，Ciena, 阿尔卡特， 思科，Ericsson, NEC, Fujitsu, Hitachi, Sycamore, Algety, Corvis, Photonex公司等。
   　
   　　典型产品：北电的全光网络系统
   　
   　　北电的ULTRA系统是可以实现4000公里无电中继的超长距离10G光子网络。系统主要由三部分构成：第一是提供高速因特网接口的光网关，第二是提供业界领先的光上下话路和波长管理的光终端，第三是光放大器系统。
   　
   　　典型技术：Corvis的光交换技术
   　
   　　Corvis光网络设备的核心技术是来自Ioion公司的基于MEMS的光交叉连接器件和可调激光器。前者不象Caliant，Xeros等MEMS公司的大型交换矩阵是一种可以集成在电路板上的1X4小型器件。可调激光器的输出功率可以达到20mw，调节范围是40nm。
   　
   　　2 接入网光网络设备
   　
   　　接入网光网络技术分DWDM技术和PON技术两种。接入网光网络设备供应商包括基于DWDM技术的：ADVA公司，思科公司（Qeyton产品）。基于PON技术的：阿尔卡特，Fujitsu, 朗讯，NEC， 量子桥公司， Terawave公司。根据JDS UNIPHASE公司的看法，在接入网中引入DWDM并非成本高不可及。对于PON技术不再是传统的APON技术（ATM PON）而将是EPON（以太网PON）技术成为主流。
   　
   　　3 城域网光网络设备
   　
   　　城市光网络越来越成为通信网发展中的重点，降低成本和如何解决升级的问题是城市光网络发展中的主要问题。城市光网络产品主要供货商包括基于SONET平台的城市光网络产品：Alidian 网络公司, Astral Point通信公司，Ciena(Cyras产品)， ONI公司，Cratos公司，思科公司（ONS15454）。基于DWDM城市光网络产品：Erission公司，马可尼公司，北电，思科公司（Pirelli产品，Qeyton产品），Avici公司，Juniper公司，Pluris公司，Extreme公司，Sorrento网络公司（1997年第一家推出DWDM城市网产品）。基于FDM的城市光网络厂商有Kestrel, Centerpoint公司等。
   　
   　　SDH城域网光网络产品
   　
   　　典型产品：Cyras的城市光网络产品
   　
   　　Cyras公司的城市光网络平台K2针对运营商日益增长的对降低成本增加带宽的追求，提供了与现有网络良好的兼容性，空前的带宽优化能力，可靠性，服务的灵活性以及优良的性价比。
  
   　　一个平台多种功能
   　
   　　K2是数据优化的支持WDM的SONET平台，可以替代传统的单独数字交叉连接，SONET上下话路，ATM交换，帧中继以及数字用户线接入复用等设备。
   　
   　　专利的Yeti架构
   　
   　　K2产品的核心在于ASIC芯片和Yeti架构。这种架构具有目前工业界最高的交叉连接密度，背板速率达到480G。Yeti架构还支持从DS-1到OC192的各种速率接口（96 10/100 以太网口, 72 千兆以太网口, 336 DS-1, 288 DS-3, 144 OC-3, 48 OC-12, 12 OC-48 多个 OC-192）。
   　
   　　升级能力
   　
   　　带宽优化
   　
   　　K2为TDM，ATM，FR，IP与LAN信号提供不同的通道，通过任意的串联，通道带宽可以根据需要分配。
   　
   　　灵活提供业务
   　
   　　K2支持线型，星型，环型和网状拓扑。任何拓扑，任何速率，任何协议，任何保护机制都可以提供。
   　
   　　DWDM城市光网络产品
   　
   　　典型产品：Metro-optix公司及其CityStream?网络设备
   　
   　　Metro-Optix CityStream?光网络产品主要由支持基于TDM业务以及IP，FR，ATM业务的多层带宽管理器构成。CityStream?产品为运营商实现从现有网络无缝过度到未来网络的解决方案。该设备的主要特点如下：
   　
   　　单个平台实现多个功能
   　
   　　多层带宽管理：从TDM信号到ATM/IP信号的自由升级。这种灵活性是通过非阻塞的核心交换机实现的。
   　　消除带宽瓶颈：支持快速以太网，POS（Packet over Sonet，支持统计复用
   　　支持DWDM应用：支持8个未保护波长或4个保护波长。
   　
   　　典型产品：Netrake与Lumentis公司DWDM光网络产品
  
   来自瑞典的新兴公司Lumnetis宣称利用可调激光器，可调滤波器，MEMS光交换器件构成新一代城市网络产品。Netrake公司宣称可以通过监视和管理整个网络网络上的信息流使运营商在同一网络上实现不同业务到不同客户。换句话说就是在上网高峰时段也可以保证IP电话业务。不同于以往基于包来处理数据，Netrake的设备为每一种包开发了一种算法，从而减少了处理器处理时间。
  
   　　FDM城市光网络产品
   　
   　　典型产品：Kestrel的10G FDM城市网设备Talonmx
   　
   　　Kestrel 的TalonMX?城域网光传输系统可以以其他设备一半的成本来传输10G信号。Kestrel 公司的专利技术使光纤利用率得到提高，传输与速率和协议无关，上下话路灵活，可以提供SONET级的网管，同时与现有系统最大程度的兼容。该产品基于Kestrel公司的FDM频分复用技术，支持包括点对点，线形，环型等多种网络拓扑。该产品包括1个低速机架和2个高速机架。高速机架包含光FDM电路。低速机架的功能包括系统控制，交叉连接和拥有32个IO槽的接口电路。
  
   　　光分组交换机制造商
   　
   　　同大部分厂家采用IP路由加光核心设备的做法不同，一些厂商正在开发彻底的光分组交换设备。这些厂商包括Village公司，Caspian 网络公司, Chiaro 网络公司, Excelight 通信公司, Laurel 网络公司, Luxcore Tropic 网络公司。他们的设备可以直接将IP信号转换成光信号。以Village公司设备为例，它拥有DWDM接口，电核心，这之间是IP包处理器。IETF正在制定这方面的标准，但显然有些落后。Caspian公司是因特网的传始人之一Dr. Robert最近创立的公司，他们也宣布开发一种因特网交换新交换机。但似乎他们使用了与Village, Chiaro不同的技术。据说是采用更灵敏的信令来加速流量处理，而不是用全光交换技术。实际上Chiaro的最近的竞争对手是Synchordia，他们利用MEMS镜面，可调激光器，包处理器芯片开发了一种类似的设备。
   　
   　　边缘产品：这部分产品一般分两种，多业务平台位于运营商的POP(point of presence)或者用户的大楼楼下，为用户提供综合的电信服务，同时利用DWDM技术降低成本。另一种叫怪物交换机(Monster switch)，位于运营商的中心局CO，在骨干光网和ATM/IP网络间实现转化。边缘光网络产品具有极大的市场空间，成为最多厂商角逐的领域。在发展中边缘光网络产品面临的主要问题是如何远程快速提供业务，如何计费等。根据Atoga公司的经验，集成TDM和IP技术，可以提供传统语音业务的边缘多业务平台将有助于运营商快速收回成本。
   　
   　　边缘光网络产品的主要供应商包括基于SONET的多业务平台供应商有Alidian网络公司, Appian通信公司，Astral Point通信公司， 朗讯公司（Chromatis产品）， 思科公司(Cerent产品)，Ciena公司（Cyras产品），ECI通信公司， Geyser网络公司, Mayan公司，Redback公司，Sycamore公司（Sirocco产品）。基于ATM的多业务平台供应商有Atmosphere网络公司，ADC通信公司，Ciena公司，Fujitsu公司，朗讯公司（Ignitus产品），北电，应该指出这种技术已经成为明日黄花。提供怪物交换机的厂商有Tenor公司，Ellacoya公司，Gotham公司等。这类产品技术的难点大概是如何统一ATM，IP，TDM等不同的协议达到带宽的灵活分配。我们认为实现综合的手段既可以是基于协议的整合，也可以是简单的空间叠加。对于国内厂商后者应该有借鉴意义。
   　
   　　典型设备：MAYAN的多业务SONET 平台
   　
   　　位于加州圣何塞的MAYAN公司的基于SONET的多业务平台提供了T1，T3，10/100M以太网，OC-1，OC-3，M10复接器，M13复接器模块等接口，此外还计划支持帧中继和IP路由。T1和T3模块具有端口密度大，业务提供灵活的特点，无论是分组的还是TDM的业务都可以很好支持。配合数字交叉连接模块M10和M13还可以实现DS0，DS1，DS3等的交换。网络边缘的交叉连接为汇聚的语音和数据业务实现了SONET的优化，通过DS0级的整理，不用的时隙不会映射到SONET帧中，从而降低了成本。专利的''任何协议到任何端口''技术帮助独立的提供TDM，帧中继，ATM或IP业务。10/100M以太网模块提供了带宽效率和协议的灵活性，使整个成为成为很好的SONET上的以太网解决方案。对于IP业务，ML-PPP协议协助实现了动态带宽分配，分布的交换智能提供了完整的IP路由，避免了需要外部边缘路由器。
   　
   　　典型设备：Gotham 网络公司的边缘交换机
   　
   　　Gotham Networks公司位于美国Acton, Mass，主要产品方向是边缘交换机/路由器。该公司计划利用自己的边缘交换机/路由器产品通过整和业务流量到骨干光网络来减少运营商使用设备的数量。他们宣称该种设备将极大地方便新业务的提供。在市场定位上，Gotham计划通过采用在单个芯片上提供多种功能的网络处理器来提供低价的产品。这种产品将使用MPLS技术来整和IP，ATM，帧中继等各种信号。该设备将使运营商在不同的中心局以一种虚拟的方式操作带宽。
  
   　　芯片解决方案
   　
   　　光网络设备依然离不开电ASIC芯片。在此领域主要的供应商包括PMC, Vitesse, Entridia, Allayer, Galieo, Velio，Agere等公司。
   　
   　　典型产品：Galileo 技术公司的IP交换机芯片
   　
   　　GT-48411A 和GT-48421是该公司3/4/5层交换处理芯片系列产品的两种，为高性能交换路由器和LAN/MAN设备厂商提供OEM解决方案。这些芯片具有先进的流量分类和带宽预留功能，同GT-48540 PoS/ATM 交换处理芯片配合将可以发展新的LAN/MAN/ETTS（以太网到用户）系统。GT-48411A提供8个10/100M接口，GT-48421提供一个10/100/1000M接口。
   　
   　　典型产品：Velio 芯片使全光交换实用化
   　
   　　Velio 实现突破的核心技术在于将输入输出功能和交换机构整合到单个芯片上。大约150万个CMOS门和1000个管脚集成在1.25英寸见方的尺寸上。他们的产品主要是：10G/1G串并转换器，能够同时处理3456个STS-1信号的SONET/SDH整理器，大端口数的交换芯片。眼图整开器。同PMC与VITESSE公司产品相比，VELIO的芯片具有更强的集成性，一片VELIO芯片相当于14个交换芯片和18个串并转换器。
   　
   　　运营商的态度
   　
   　　2000年7月，Williams通信公司利用Corvis的全光网络设备成功完成创记录的陆地全光网络通信系统。该系统以2.5G速率传送数据，无电中继距离达到3200公里。Broadwing (Austin, TS)也宣布利用Corvis(Columbia, Maryland)全光网络设备完成10G信号4000公里无电中继传输4000公里的现场试验，在全光网络发展过程中立起了新的里程碑。2000年8月，美国Neon通信公司宣布将在九月向ISP等客户提供波长管理服务。将来运营商只用租用某一波长，不再需要租用整根光纤。Neon公司的这套系统采用2.5G速率，在两点间使用双路径，切换将在15ms内完成，同时价格上比普通SONET系统有更大的优势，在可靠性上却没有降低。同时点亮新波长仅需要在网络中安装一对新设备，整个安装可以在几天内完成，而不是现在SONET系统的几个月。