光网络，全光网，究竟啥是全光网？

深入了解光网络和全光网的概念与差异，全光网的优势及核心技术，为什么选择锐捷极简以太全光网方案，以及其在医疗，生产等场景中的解决方案和应用案例。

发布时间：2022-06-10
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1 简述光网络和全光网

名词定义：

光网络（Optical Network）一般指使用光纤作为主要传输介质的广域网、城域网或者新建的大范围的局域网。光网络具有传输速度高、传输距离长等特点。

全光网（all optical network）：是指在光层直接完成网络通信的所有功能，即在光域直接进行信号的随机存储、传输与交换处理等，网络中以光节点取代现有网络的电节点，以光纤为基础构成的直接光纤通信网络，即全部采用光波技术完成信息传输和交换的宽带网络。

1.1 光网络和全光网有何不同
全光网是光网络的一种形式；光网络使用光纤传输的网络结构，不只是以太网可以通过光纤传输，部分非以太网－像令牌环网、令牌总线网、FDDI等也可以使用光纤传输数据。
1.2 全光网优点
1、带宽提升：全光网在网络传输和交换过程全部通过光纤实现，不必在其中实现电光和光电转换，因此能大大提高网速。全光网比传统的电信网络有较大的吞吐能力，数据显示，铜线接入带宽只有512Kbps，但全光网宽带的带宽可以达到50到100Mbps。

2、结构简单：全光网络结构简单，端到端采用透明光通路链接，沿途无光电转换与存储，因此有极大的传输容量和很好的传输质量。

3、全光网更开放：在光网络中，路由方式是以波长选择路由，对不同的速率、协议、调制频率和制式的信号都具有兼容性，同时不受限制地提供端对端业务。

4、全光网无源：对光信号处理的许多光元件是无源的，有利于网络维护，可提高了网络可靠性。

5、全光网扩展性好：利用虚波长通道技术，在加入新节点时，可不影响原有网络和设备，直接实现网络扩展，节约网络资源，降低网络成本。

6、全光网络具有可重构性：可随业务不同改变网络结构，为大业务量的节点建立直通的光通道，可实现在不同节点灵活利用波长，实现波长路由选择动态重建、网问互连、自愈功能。

7、不受电子瓶颈影响：全光网络中的信息传输、交换、放大等无需经过光电、电光转换，因此不受原有网络中电子设备响应慢的影响。

8、充分利用光纤潜力，扩展网络带宽：全光网对光信号来讲是完全透明的，即在光信号传输过程中，任何一个网络节点都不处理客户信息，实现了客户信息的透明传输。信息的透明传输可以充分利用光纤的潜力，使得网络的带宽几乎是取之不尽、用之不竭的。如一根光纤利用n路WDM，每路带有10Gb/s的数字信号，则光纤传输容量将是n*10Gb/s。

1.3 全光网的主要技术
全光网的主要技术有光纤技术、SDH、WDM、光交换技术、OXC、无源光网技术、光纤放大器技术等, 详细信息如下：

光交换技术

可以分成光路交换技术和光分组交换技术。

光路交换技术：

1. 空分（SD）光交换：由开关矩阵实现，开关矩阵节点可由机械、电或光进行控制。按要求建立物理通道，使输入端任一信道与输出端任一信道相连，完成信息交换。比如基于波导技术的波导空分、使用自由空间光传播技术的自由空分光交换。
2. 时分（TD）光交换：系统能与光传输系统很好配合构成全光网。交换速率不断提升，其关键是开发高速光逻辑器件。
3. 波分 / 频分（WD/FD）光交换：信号通过不同的波长，选择不同的网络通路来实现，由波长开关进行交换。网络由波长复用器 / 去复用器、波长选择空间开关和波长互换器（波长开关）组成。

光分组交换技术：其中异步传送模式是近年来广泛研究的一种方式。光分组交换技术是一种更加灵活、高效的交换方式，能够更好地适应高速数据传输和动态网络环境的需求。

光交叉连接（OXC）技术

是用于光纤网络节点的设备，通过对光信号进行交叉连接，能够灵活有效地管理光纤传输网络，是实现可靠的网络保护、恢复以及自动配线和监控的重要手段。其主要由光交叉连接矩阵、输入接口、输出接口、管理控制单元等模块组成，有空分、时分和波分等类型。

光复用 / 解复用技术

波分复用（WDM）：将不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传输，在接收端再将它们解复用出来。这样可以大大提高光纤的传输容量，是全光网中非常重要的技术。通过 WDM 技术，可以在一根光纤上同时传输多个不同波长的光信号，每个波长都可以作为一个独立的信道来传输数据。锐捷创新地将彩光技术应用到交换机，在极简光方案中，更是将彩光技术和以太全光有机结合，成效显著。目前，极简以太彩光入室案例已有20W+，充分为客户带来了高效稳定的网络体验，为客户的业务发展提供了更广阔的空间和更多的可能性。

时分复用（TDM）：在时间域上对光信号进行复用和解复用，将不同的光信号分配到不同的时间时隙中进行传输。TDM 技术可以与 WDM 技术结合使用，进一步提高光纤的传输容量和效率。

光放大技术

光纤放大器是建立全光通信网的核心技术之一，也是密集波分复用（DWDM）系统发展的关键要素。常见的有掺铒光纤放大器（EDFA），它具备高增益、高输出、宽频带、低噪声、增益特性与偏振无关等一系列优点，可促进超大容量、超高速、全光传输等新型传输技术的发展。

无源光网技术

由光线路终端（OLT）、光分配网络（ODN）和光网络单元（ONU）组成。ODN 中没有电源设备，全部由无源器件组成，如光纤、光分路器、光连接器等。这种技术具有成本低、可靠性高、易于维护等优点，适用于接入网等场景。

全光波长转换技术

在全光网中，不同波长的光信号需要进行相互转换，以满足网络的路由和交换需求。全光波长转换技术可以在不进行光 - 电 - 光转换的情况下，直接将一个波长的光信号转换为另一个波长的光信号，提高了网络的灵活性和效率。

2 网络如何选？

在光纤通信系统中，只有科学合理的通信体系结构才能够发挥光纤系统的优势，组成理想的高速、大容量、高质量的光纤网络，而原有的电子线路通信在全光网络实行中是一个巨大的阻碍，要去除电子线路的影响需要光纤通信系统技术的进步。传统通信网络和光纤网络并存时存在光电变换的过程，并且二者的结合受限于电子器件，光电交换信息的容量决定于电子部分的工作速度，本来带宽较大的光纤网络在进行光电交换时就变得狭窄了，致使整个网络的带宽也随之受限。因此在光通信网络中，需要在交换节点上直接进行光交换而省去光电变换的过程，这样才能释放光纤的通信带宽，实现其通信容量大和通信速率高的优点。

锐捷推出的极简以太全光网解决方案，就是采用以太网传输架构构建的全光网，使用RG-DEMUX/MUX系列以太全光网合路器，实现端到端透明光通路链接，沿途无光电转换与存储，可以提供更大的传输容量和很好的传输质量，帮助全光网实现汇聚节点无源，同时，锐捷为医疗内外网业务模式特别推出“一机双网”部署方案与产品形态设计，采用“4个自适应千兆以太网端口，1个1G/2.5G光口”的极简光入室交换机，实现光纤入室独享万兆/千兆带宽。设备形态采用86面板型设计，免破墙安装，无风扇，美观又静音，一体化部署，可以轻松实现内外网物理隔离，推荐用于医疗场景，包括医生办公室、门诊大厅、病房、影像室等区域。为什么很多同行都推荐以太彩光？查看锐捷为医院扩建提供的以太彩光案例，深入了解该方案在医疗场景中的应用效果。

在网络运维管理方面，锐捷医疗极简以太全光网方案管理简单高效，支持接入管控，终端批量无感知准入，安全快速入网，使得网络安全可靠。如果想了解锐捷极简光技术的最新进展，不妨看看极简光3.X发布会直播视频中的详细介绍。

3 总结

全光网在新一代宽带技术中备受瞩目，随着Internet业务和多媒体应用的快速发展，网络的业务量正在以指数级的速度迅速膨胀，这就要求网络必须具有高比特率数据传输能力和大吞吐量的交叉能力。特别是对于光纤距离远或光纤资源匮乏的业务场景，为有效节约光纤资源，建议选用全光网架构，充分利用光网络传输速度高、传输距离长等特点。

全光网在新一代宽带技术中备受瞩目，随着Internet业务和多媒体应用的快速发展，网络的业务量迅速膨胀，对网络的比特率和吞吐能力提出了更高要求。对于光纤资源受限的场景，选择全光网架构是理想的解决方案。对于园区和企业用户而言，锐捷提供了一份以太彩光网 VS PON网络对比指南，帮助用户更好地理解技术适配。

锐捷极简以太全光网解决方案，采用以太网传输架构构建全光网，可实现端到端透明光通路链接，提供更大的传输容量和很好的传输质量，帮助全光网实现汇聚节点无源。