光网络技术课程综述
——你所了解光网络的主要技术、发展及其应用（10级电子与通信工程丁彦学号：1039227010）
光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种通信方式。随着通信网传输容量的不断增加，光纤通信也发展到了一定的高度。但是目前的光纤通信技术存在不少弊端，急需对其进行改进。为了解决这些弊端，人们提出了光网络。光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，已成为下一代高速宽带网络的首选。这里的光网络，是指全光网络（All Optical Network，AON）。
1全光网络的概念
全光网络是指光信息流从源节点到目的节点之间进行传输与交换中均采用光的形式，即端到端的完全的光路，中间没有电信号的介入，在各网络节点的交换，则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备（OXC）。它是建立在光时分复用（OTDM）或者密集波分复用（DWDM）基础上的高速宽带信息网。
2全光网络的特点
全光网络的发明与运用，可以不用在源节点与目的节点之间的各
节点进行光电交换、电光交换，弥补了传统光纤通信中存在的带宽限制、严重串话、时钟偏移、高功耗等一些不足，拥有更强的可管理性、透明性、灵活性。
全光网络与传统通信系统相比，具有以下一些特点：
1)节约成本。
由于全光网络中不需要进行光电转换，这就避免使用传统通信系统中需要的光电转换器材，节省这些昂贵的器材费用，也克服了传输途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难，大大提高了传输速率。此外，在全光网络中，大多会采用无源光学器件，这也带来了成本和功耗的降低。
2)组网灵活。
全光网络可以根据通信容量的需求，在任何节点都能抽出或加入某个波长，动态地改变网络结构，组网极具灵活性。当出现突发业务时，全光网络可以提供临时连接，达到充分利用网络资源的目的。
3)透明性好。
全光网络采用波分复用技术，以波长选择路由，对传输码率、数据格式以及调制方式等具有透明性。可方便地提供多种协议的业务。
4)可靠性高。
在全光网络中不需要光电转换，在传输过程中没有存储和变换，采用的许多光器件都是无源的，极大地提高了传输的可靠性。
3全光网络的主要技术、发展及其应用
3.1光纤技术
光纤是光网络的传输媒质，光纤技术的发展，直接决定着光网络技术的发展。光纤可以简单分为单模光纤和多模光纤。当光纤的直径减小到一个光波波长的时，光在其中无反射地沿直线传播，即只能传输一个传播模式的光纤，通常称为单模光纤。与多模光纤相比，单模光纤传输具有内部损耗低、带宽大、易于升级扩容和成本低的优点。早期由于技术原因，多使用多模光纤，现在以单模光纤为主。
单模光纤传输的特性及对传输速率的影响如下：
1)频带宽，通信容量大。目前可用85 nm波长区、1310nm波长区和1550nm波长区所对应的固定带宽就有约60 THz，巨大的频带带宽是光纤最突出的优点，这对传输各种宽频带信息意义十分重要。
2)损耗低，中继距离长。单模光纤的衰减特性有随波长递增而减小的总趋势，除了靠近1385nm附近由OH根造成的损耗峰外，在1310 ~1600nm间都趋于平坦。现在一般都使用1310nm波长区和1550nm 波长区，由于最低衰减常数（0.2dB/km）位于1550nm附近，因此长距离光纤传输系统都采用1550nm波长区。
3)色散。色散是指光脉冲在光纤中传播的过程中会散开的现象，随着传输速率的提高，色散成为传输系统中不可忽视的因素，它会导致脉冲间的干扰，造成不可接受的误码率，其数量和波长有关。
4)非线性效应。系统中使用EDFA，使送进光纤的光功率增强很多，
进入光纤的高光功率使光信号和光纤相互作用产生各种非线性效应，从而影响信噪比。
3.2光交换技术
光交换是指不经过任何光/ 电转换，将输入端光信号直接交换到任意的光输出端。光交换技术作为全光网中的一个重要支撑技术，在全光网络中发挥着重要的作用。其中最关键工作是波长变换，光交换实质上也是对光的波长进行处理，也可称为波长交换。
光交换技术能够保证网络的可靠性和提供灵活的信号路由平台，尽管现有的通信系统都采用电路交换技术，但发展中的全光网络却需要由纯光交换技术来完成信号路由功能以实现网络的高速率和协议透明性。光交换技术为进入节点的高速信息流提供动态光域处理，仅将属于该节点及其子网的信息上下路并交由电交换设备继续处理，这样做具有以下几个优点：
1)可以克服纯电子交换的容量瓶颈问题；
2)可以大量节省建网和网络升级成本。如果采用全光网技术，将使
网络的运行费用节省70%，设备费用节省90%；
3)可以大大提高网络的重构灵活性和生存性，以及加快网络恢复的
时间。
光交换可分为光路光交换和分组光交换 2 类。光路交换又可分成3 种类型，即空分（SD）、时分（TD）和波分/ 频分（WD/FD）光交换，以及由这些交换形式组合而成的结合型。
空分光交换是使光信号的传输通路在空间上发生改变，基本原理是将光交换元件组成门阵列开关，并适当控制门阵列开关，即可在任一路输入光纤和任一路输出光纤之间构成通路。空分光交换按光矩阵开关所使用的技术又分成基于波导技术的波导空分与使用自由空间光传播技术的自由空分光交换。
时分光交换是以时分复用为基础，运用时隙互换原理来实现交换的功能。即把一条复用信道划分成若干个时隙，每个基带数据光脉冲流分配占用一个时隙，N 个基带信道复用成高速光数据流信号进行传输。时分光交换的关键是开发高速光逻辑器件。
波分/ 频分光交换是以波分复用为基础，信号的实现是通过不同波长，选择不同网络通路完成，由波长开关进行交换。波分光交换由波长复用器、波长选择空间开关和波长互换器组成。
混合光交换是指在一个交换网络中同时应用 2 种以上的光交换方式。常用混合交换方式有空分+时分，空分+波分，空分+时分+波分等复合方式。
目前市场上出现的光交换机大多数是基于光电和光机械的，随着光交换技术的不断发展和成熟，基于热学、液晶、声学、微机电技术的光交换机将会逐步被研究和开发出来。
由光电交换技术实现的交换机通常在输入输出端各有两个有光电晶体材料的波导，而最新的光电交换机则采用了钡钛材料，这种交换机使用了一种分子束取相附生的技术，与波导交换机相比，该交换机消耗的能量比较小。
随着液晶技术的成熟，液晶光交换机将会成为光网络系统中的一个重要设备，该交换设备主要由液晶片、极化光束分离器、成光束调相器组成，而液晶在交换机中的主要作用是旋转入射光的极化角。当电极上没有电压时，经过液晶片的光线极化角为90°，当有电压加在液晶片的电极上时，入射光束将维持它的极化状态不变。
另外，市场上目前又开发了基于不同类型的特殊微光器件的光交换机，这种类型的交换机可以由小型化的机械系统激活，而且它的体积小，集成度高，可大规模生产，我们相信这种类型的交换机在生产工艺水平不断提高的将来，一定能成为市场的主流。
随着通信网络逐渐向全光平台发展，网络的优化、路由、保护和自愈功能在光通信领域中越来越重要。采用光交换技术可以克服电子交换的容量瓶颈问题，实现网络的高速率和协议透明性，提高网络的重构灵活性和生存性，大量节省建网和网络升级成本。
3.3光交叉连接（OXC）技术
光交叉连接（OXC）是用于光纤网络节点的设备，是全光网络的关键器件。光交叉连接技术是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，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。
光交叉连接（OXC）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（如图1）。为增加OXC的可靠性，每个模块都具有主用和备用的冗余结构；为增加OXC 的可靠性。OXC
会自动进行主用和备用的倒换。光交叉连接矩阵是OXC 的核心，它要求无阻塞、低延迟、宽带和高可靠，并且要具有单向、双向和广播形式的功能。输入输出接口直接与光纤链路相连，分别对输入输出信号进行适配、放大。管理控制单元通过编程对光交叉连接矩阵、输入输出接口模块进行监测和控制。
图 1 OXC的一般构成
通常根据OXC是否具有疏导低速业务流的能力以及疏导能力的强弱程度，可以将OXC分为以下三类：
1)传统OXC：这种OXC只具有波长交换能力，不具有疏导低速业务流的能力。只有通过OXC外挂其他汇聚/接汇聚能力的网络设备，才能实现低速业务量的疏导；
2)单跳疏导OXC：具有波长交换能力，具有低速汇聚端口，可以将多个低速业务流疏导到一个波长通道，然后交换到某个出口。但这类OXC不具有低速业务交换能力，因此一个光路上的业务流必须具有相同的源、宿节点；
3)多跳疏导OXC：同时具有波长交换和低速业务流交换。这种OXC中包含两大模块：波长交换矩阵和电交换矩阵。含有部分非本地业务的光路可以通过光接收器转变成电信号，进入电交换矩阵，非本
地业务和本地出发的低速业务一起疏导到另一个光路上传输。不需要在本地上/下业务的光路通过OXC直接旁路，进而减少网路节点负担。如果OXC的每一个光纤接口上配备与光纤中波长数目相等的光收发器，则所有的光路都可以下到电域，进入电交换矩阵。
OXC 分为空分、时分和波分三种类型。其中，波分和空分技术目前比较成熟。此外，如果将WDM 技术与空分技术相结合，可极大提高交叉连接矩阵的容量和灵活性。
3.4光分插复用技术
光分插复用技术（OADM）是从一个波分多路复用（WDM）光束中分出一个信道或分出功能，并以相同波长往光载波上插入新的信息或功能。其基本原理示意图如图2所示。
一般的OADM节点可以用四端口模型来表示，基本功能包括三种：下路需要的波长信道，复用进上路信号，使其他波长信道尽量不受影响地通过。OADM具体的工作过程如下：从线路来的WDM信号包含N个波长信道，进人OADM的人光纤端（Main lnput），根据业务需求，从N个波长信道中，有选择性地从下路端（Drop）输出所需的波长信道，相应地从上路端（Add）输入所需的波长信道。而其他与本地无关的波长信道就直接通过OADM，和上路波长信道复用在一起后，从OADM的线路出光纤端(Main Output)输出。
图 2 OADM 的基本原理示意图
这种技术主要应用于环形网中，并具有选择性，既可以从传输设备中选择上路信号或下路信号，也可以只通过某一个波长信号，而不影响其他波长信道的传输。也就是说，OADM 更透明地在光域内实现了传统的SDH 设备中的电分插复用器ADM 在时域中的功能，可以处理任何格式和速率的信号，使整个光网络的灵活性大大提高。
目前已有的OADM 方案，分为可重构和非重构型两类。前者主要采用复用器/解复用器以及固定滤波器等无源光器件，在节点上、下固定一个和多个波长，性能可靠没有延时，但是缺乏灵活性。后者采用光开关、可调谐滤波器等光器件，能动态调节OADM 节点上、下话路的波长，从而达到光网络动态重构的能力，使网络的波长资源得到良好的分配，但结构复杂且具有延时。
OADM 设备在长途干线和城域网中均有用武之地。在干线应用中，OADM 是有上下业务的中间节点的首选设备。OADM 应用的主战场还是城域网，可以发挥其组网灵活、易于网络升级和扩大规模，是城域网应用理想的多业务传输平台，国内外各大学、公司和团体都展开了比较深入的研究，有力的推动了OADM 商业化进程。
光下路 光 隔
离
器
光上路 入光纤 出光纤
OADM的发展趋势概括来说，主要体现在如下两个方面：
1)集成化成为OADM的关键特征
光网络造价昂贵，所需费用大部分是系统中的光器件。要使全光网从理念变为现实，光器件的价格还需要大幅度下降。降低费用的一个可行的办法是将多个功能集成在单一芯片中，制作这些集成器件的平台即广义的平面光波导（PLC）。PLC 型热光开关目前已有多家厂商投入商用。将无源波导和有源波导集成到一个衬底上，可实现单片集成的热光开关。在一个片基上集成不同功能的技术将来有望实现单个芯片的高级网络操作。
PLC 是在硅基片上利用波导形成的光路，是半导体工业技术发展的产物。利用这种技术，多个器件可以集成到一起，降低制造和封装的费用。波导材料包括玻璃和聚合物，不同的生产工艺还可以制造出掺有InP 的半导体波导和LiNbO3 等无机晶体。
MEMS 技术与集成电路的生产工艺和过程类似，用硅微加工工艺在一片硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置，具有极高的自动化程度，实现批量生产可大大降低生产成本。MEMS 技术采用模块设计，设备运用商在增加系统容量时只需要直接增加器件/系统的数量，非常便于扩展。因此MEMS 技术将成为未来实现全光网络中的一个关键技术。
2)增加光层的网络管理和监控功能
网络在光层上的保护、恢复和备用问题变得非常重要，这些功能需要在光路上进行交换实现。最简单的保护倒换措施是1:1方式，即
一根主用光纤和一根备用光纤，通过不同的路由达到同一个目的地，由一个1×2 开关连接到网络上。如果主用光纤切断或者损坏，开关自动切换到备用光纤。在实际的操作中，这样一个简单的例子也存在挑战，即如何探测到网络故障。可以看出，随着网络容量的增加和结构趋于庞杂，光分插复用和交叉连接都必须有自动监控或远程控制功能。
总之，随着器件集成化的进一步研究与发展以及网管和监控功能的不断实现，OADM技术在未来光网络的发展中将呈现越来越广泛的应用前景，也将在全光网络发展的舞台上扮演越来越重要的角色。
3.5光放大技术
光信号在光纤中传输，由于光纤的损耗限制了光纤的通信距离，为了延长光信号的传输距离，需要对光信号进行放大。光纤放大器是建立全光网的核心技术之一。
光纤放大器是用来提高光信号强度的器件，它的工作不需要转换光信号到电信号然后再转回光信号，常作为中继放大器，这个特性导致光放大器比再生器有两大优势，第一，放大器支持任何比特率和信号格式，因此光放大器简单地放大所收到的信号，也就是说对任何比特率和信号格式是透明的；第二，光放大器不仅支持单个信号波长放大，而且支持一定波长范围的光信号放大，其原理如图3所示。
图 3 光纤放大器流程图
光放大器按工作原理大体可分为3类：半导体光放大器、掺杂型光纤放大器和非线性光纤放大器。半导体光放大器的结构与LD大体相同，利用电激励来实现光放大。掺杂型光纤放大器，主要是在光纤的纤芯中掺杂一些稀土金属，并利用稀土金属离子作为激光工作物质来进行光放大的器件。目前，光放大技术主要采用掺铒光纤放大器（EDFA）。EDFA利用掺铒光纤的非线性效应，把泵浦光输入到掺铒光纤中，使光纤中的铒原子的电子能级升高，当高能级电子向低能级跃迁时，向外辐射出光子，当有光信号输入时，辐射光的相位和波长会自发与信号光保持一致，这样在输出端就可以得到功率较强的光信号，实现光信号放大。EDFA具备高增益、高输出、宽频带、低噪声、增益特性与偏振无关等优点。
光放大技术的应用方式按光放大器所处位置及相应作用的不同可分为3种，如图4所示：
1)在线放大。在长距离光纤传输中，光放大器可周期性地恢复因损耗而减弱的光功率，从而增加中继器之间的距离。
2)功率放大。将光放大器安装在光发送机后，可提高发送功率，增加传输距离。
3)前置放大。
图 4 光纤放大器的三种可能应用
4结束语
在信息化时代，人们对通信业务提出了高层次和多样化的需求，这对通信网络的容量也提出巨大的挑战，光网络的提出给通信领域带来了蓬勃发展的机遇。现阶段全光网络主要应用于局域网（LAN）、城域网（MAN）等内部的光路由选择等领域。从未来发展来看，全光网络的应用势必将扩展到广域网，其发展也必然向空分、时分与波分相结合的方向发展。随着对光电的研究以及光纤通信技术的发展，全光网络系统将会充分利用光纤频谱资源，实现超高速率、超大容量的多媒体综合业务通信服务，最终形成实用化的全光信息处理系统，使
得通信技术得到质的飞跃。
未来网络发展趋势
随着技术的进步,特别是 IT 和 IP 技术的发展,以及电信,IT,媒体和消费电子等行业之间的 融合,电信业正面临着巨大的变革. 未来 3-5 年是电信业转型的关键时期.伴随着业务转型的需要,宽带化,分组化,融合(包括 产业融合,业务融合,网络融合)和移动化成为电信网络的主流趋势.All IP 架构,FMC 是未来网 络发展的目标,而 IMS,IP 电信化,无缝移动性和 NG-SDP 等技术,是支撑未来运营商完成转型的 核心技术.
业务发展趋势
在新的产业融合背景下,运营商以带宽出租(如批发和专线业务等)和语音服务为主的业务已 不能适应未来用户的需求和市场竞争的需要.随着全球信息化程度的提高,运营商需要开展新的业 务,即面向消费者用户的 Multi-play 业务和面向商业用户的 ICT 服务.其中,IPTV 是面向家庭用户 和消费者用户最重要的业务切入点和关键点.而以网络为依托,为方案设计,业务托管,业务外包, 业务咨询乃至商业流程外包等提供高水准的综合解决方案,是满足未来商业用户需求的关键.
运营商的商业模式将从"Bit Pipe"向"Service"转变.这表现在,面对消费者市场,其商业 模式从"分享用户的通讯消费(Share of communication minutes) "向"分享用户的所有消费行为 (Share of total consumer spending) "转变;面向商业用户市场,其商业模式从"提供租用线路" 向"帮助用户优化商业流程"转变.在这一转变的过程中,开放合作和价值链的整合能力成为运营 商致胜的关键.
光网络技术课程综述 ——你所了解光网络的主要技术、发展及其应用 （10 级电子与通信工程丁彦学号：1039227010） 光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种通信方式。 随着通信网传输容量的不断增加，光纤通信也发展到了一定的高度。 但是目前的光纤通信技术存在不少弊端，急需对其进行改进。为了 解决这些弊端，人们提出了光网络。光网络以其良好的透明性、波 长路由特性、兼容性和可扩展性，已成为下一代高速宽带网络的首选。这里的光网络，是指全光网络（All Optical Network，AON）。 1 全光网络的概念 全光网络是指光信息流从源节点到目的节点之间进行传输与交
换中均采用光的形式，即端到端的完全的光路，中间没有电信号的 介入，在各网络节点的交换，则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备（OXC）。它是建立在光时分复用（OTDM）或者密集波分复用（DWDM）基础上的高速宽带信息网。 2 全光网络的特点 全光网络的发明与运用，可以不用在源节点与目的节点之间的光网络的主要技术、发展及其应用 换、电光交换，弥补了传统光纤通信中存在的带各节点进行光电交 话、时钟偏移、高功耗等一些不足，拥有更强的可宽限制、严重串灵活性。管理性、透明性、 信系统相比，具有以下一些特点：全光网络与传统通 节约成本。1) 需要进行光电转换，这就避免使用传统通不由于全光网络中 电转换器材，节省这些昂贵的器材费用，也克光信系统中需要的 电子器件处理信号速率难以提高的困难，大大于服了传输途中由
此外，在全光网络中，大多会采用无源光学器提高了传输速率。本和功耗的降低。成件，这也带来了 组网灵活。2) 通信容量的需求，在任何节点都能抽出或全光网络可以根据 态地改变网络结构，组网极具灵活性。当出现加入某个波长，动 光网络可以提供临时连接，达到充分利用网络资突发业务时，全源的目的。 透明性好。3) 复用技术，以波长选择路由，对传输码率、分全光网络采用波 方式等具有透明性。可方便地提供多种协议的数据格式以及调制业务。 可靠性高。4) 要光电转换，在传输过程中没有存储和变在全光网络中不需 的可靠极大地提高了传器件都是无源的，输光换，采用的许多丁彦1039227010
全光网络技术及其发展 前景精编 Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986
全光网络技术及其发展前景 摘要 ? 随着光纤通信的飞速发展，光纤通信有向全光网发展的趋势。文中介绍了全光网的概念、优点及一些关键技术，展望了未来光通信的发展前景。 ? 在以光的复用技术为基础的现有通信网中，网络的各个节点要完成光／电／光的转换，仍以电信号处理信息的速度进行交换，而其中的电子件在适应高速、大容量的需求上，存在着诸如带宽限制、时钟偏移、严重串话、高功耗等缺点，由此产生了通信网中的“电子瓶颈”现象。为了解决这个问题，人们提出了全光网（AON）的概念，全光网以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，已成为下一代高速宽带网络的首选。 ? 1、全光网的概念 ?
所谓全光网，是指从源节点到终端用户节点之间的数据传输与交换的整个过程均在光域内进行，即端到端的完全的光路，中间没有电信号的介入。全光网的结构示意如图1所示。 ? 图1 全光网的结构示意图 ? ? 2、全光网的优点 ? 基于波分复用的全光通信网可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性。它具备如下以往通信网和现行光通信系统所不具备的优点： ? （1）省掉了大量电子器件。全光网中光信号的流动不再有光电转换的障碍，克服了途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难，省掉了大量电子器件，大大提高了传输速率。
? （2）提供多种协议的业务。全光网采用波分复用技术，以波长选择路由，可方便地提供多种协议的业务。 ? （3）组网灵活性高。全光网组网极具灵活性，在任何节点可以抽出或加入某个波长。 ? （4）可靠性高。由于沿途没有变换和存储，全光网中许多光器件都是无源的，因而可靠性高。 ? 3、全光网中的关键技术 ? 光交换技术 ? 光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。光路交换又可分成3种类型，即空分（SD）、时分（TD）和波分／频分（WD／FD）光交换，以及由这些交换形式组合而成的结合型。其中空分交换按光矩阵开关所使用的技术又分成两类，一是基于波导技术的波导空分，另一个是使用自由空间光传播技术的自由空
光通信中的重要技术及发展趋势 [摘要] 随着信息化社会的到来,通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中,人们对传输速率的要求越来越高,使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增,而光通信技术在过去几年中也有了长足的发展,光纤通信凭借其传输高速率的数据,成为广域通信网的骨干网络,如今在广域通信网中绝大部分是通过光纤传输的。本文主要讨论在光通信中的主要技术以及未来光通信的几个发展趋势。 [关键词] 光通信光接入光交换全光网无线光通信 随着用户对接入带宽要求的日益增加以及三网融合后对数字高清信号的传送,对运营商接入侧及骨干核心传输有了更高的要求,而光通信在其中起了举足轻重的作用,光通信技术的发展决定了电信业的未来方向,近几年,不论在接入层以及核心层,光通信技术都有了长足的发展。 1.在接入层: 1.1无源光网络(PON) 无源光网络主要用于解决宽带最终用户接入终端局的问题,由于这种接入技术使得接入网的局端(OLT)与用户(ONU)之间只需光纤、光分路器等光无源器件,不需租用机房和配备电源,因此被称为无源光网络。无源光网络以其容量大、传输距离长、较低成本、全业务支持等优势成为热门技术。目前已经逐步商用化的无源光网络主要有TDM-PON(APON、EPON、GPON)和WDM-PON。 无论是核心网、传输网还是接入网,其发展的首要因素就是业务,是终端用户的需求。从业务发展现状来看,高带宽的消耗业务逐步涌现,带宽提速成为迫切需求,而PON以其容量大、传输距离长、较低成本、全业务支持等优势成为宽带接入的热点,它在提供业务组合的同时,实现了高可靠性和高性能,已经成为了下一代光接入网的发展方向。 1.2无线光通信技术 从光纤骨干网到用户之间的”最后一英里”,如果铺设光缆,不仅花费大而且耗时;许多无线通信技术可以解决”最后一英里”的问题,但是这些技术需要向无线电管理委员会申请频率执照,不仅要使用户支付大量的频率占用费,而且申请也要花费数月的时间。无线光通信因为无需频率申请,机型小方便架设,能够简单的解决最后一英里的问题,为宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案。 无线光通信系统是以大气作为传输媒质来进行光信号的传送的。只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率,就可以进行通信。一个无线光通信系统包括三个基本部分:发射机、信道和接收机。在点对点传输的
网络技术的未来发展趋势 摘要：本文回顾了计算机网络的起源和发展历史，并将其历史分为三个阶段进行了阐述。之后，详细介 绍了网络技术中的四大技术，在此基础上对未来网络发展趋势进行了预测，并从语义网、计算机系统重新整合、网络进行整合、人工智能等七个方面对其进行了详细的论述。 关键词：网络技术;发展趋势;语义网;人工智能 The future development trend of the network technology Abstract: This paper reviews the origin and history of the computer network ,and divides its history into three https://www.doczj.com/doc/c34712842.html,ter,the four major technology about the network technology was introduced in detail, and the future network development trend was predicted on the basis of that.The paper discusses the future development trend of the network technology from the semantic web, computer system integration, network integration and artificial intelligence and so on. 0 引言 计算机网络是计算机之间通过连接介质(如网络线、光纤等)互联起来，按照网络协议进行数据通信，实现资源共享的一种组织形式。计算机网络是二十世纪60年代起源于美国，原本用于军事通讯，后逐渐进入民用，经过短短40年，网络技术的发展变化速度惊人。回顾历史，从大局的角度看，网络技术的发展大致可分为三个阶段：第一阶段，上个世纪80年代末期到90年代中期，是厂商导向阶段。基本上在网络行业工作时间比较长的人都知道，刚开始的IT都是集中地把用户内网连在一起，所有项目、所有用户都一直在做同样的事，网络设备厂商作为主导。第二阶段，上个世纪9 0年代末期到最近一两年，是公网的阶段，中国电信和现在的中国网通等固网运营商都在集中精力做外网和公网。第三阶段，也就是从现在开始，将进入应用导向和用户导向阶段。以后技术的发展并不是单单为了内网或者外网，而是怎么朝更深层次发展，怎么用好这个网，怎么能更容易地享受到网络服务，怎么能更容易地把网络服务推向网络端。 1 网络技术简介 （1）软交换技术。为了把服务控制功能和网络资源控制功能与传送功能完全分开，需要应用软交换技术。根据新的网络功能模型分层，计算机网络将分为接入与传输层，媒体层，控制层，业务／应用层（也叫网络服务层）四层，从而可对各种功能作不同程度的集成。 （2）IPv6技术。未来的计算机网络是基于IPv6技术的网络。和IPv4相比，IPv6的主要改变就是地址的长度为128位，也就是说可以有2的128次方的IP地址，足以保证地球上的每个人拥有一个或多个IP地址。 （3）光交换与智能光网络技术。当前组网技术正从具有上下光路复用(OADM)和光交叉连接(OXC)功能的光联网向由光交换机构成的智能光网络发展；从环形网向网状网发展；从光→电→光交换向全光交换发展。即在光连网中引入自动波长配置功能，也就是自动交换光网络(ASON)，使静态的光连网走向动态的光连网。 （4）宽带接入技术。计算机网络必须要有宽带接入技术的支持，各种宽带服务与应用才有可能开展。当前宽带接入技术有两个新技术，一个是基于以太网无源光网络（EPON）的
全光网络技术及其发展前景 摘要 随着光纤通信的飞速发展，光纤通信有向全光网发展的趋势。文中介绍了全光网的概念、优点及一些关键技术，展望了未来光通信的发展前景。 在以光的复用技术为基础的现有通信网中，网络的各个节点要完成光/电/光的转换，仍以电信号处理信息的速度进行交换，而其中的电子件在适应高速、大容量的需求上，存在着诸如带宽限制、时钟偏移、严重串话、高功耗等缺点，由此产生了通信网中的“电子瓶颈”现象。为了解决这个问题,人们提出了全光网(ＡＯＮ)的概念,全光网以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，已成为下一代高速宽带网络的首选。 1、全光网的概念 所谓全光网,是指从源节点到终端用户节点之间的数据传输与交换的整个过程均在光域内进行，即端到端的完全的光路,中间没有电信号的介入。全光网的结构示意如图1所示。 图1 全光网的结构示意图
2、全光网的优点 基于波分复用的全光通信网可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性。它具备如下以往通信网和现行光通信系统所不具备的优点： （１)省掉了大量电子器件。全光网中光信号的流动不再有光电转换的障碍，克服了途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难,省掉了大量电子器件,大大提高了传输 速率。 (2)提供多种协议的业务。全光网采用波分复用技术,以波长选择路由，可方便地提供多种协议的业务。 （3）组网灵活性高。全光网组网极具灵活性，在任何节点可以抽出或加入某个波长。 (４)可靠性高。由于沿途没有变换和存储，全光网中许多光器件都是无源的,因而可靠性高。 ３、全光网中的关键技术 ３.1光交换技术 光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。光路交换又可分成3种类型,即空分（SD）、时分（TD)和波分／频分（WＤ／FD）光交换,以及由这些交换形式组合而成的结合型。其中空分交换按光矩阵开关所使用的技术又分成两类,一是基于波导技术的
趋势一 网络、应用和服务融合 今后网络的发展将由应用服务主导，由智能终端将各种应用叠加起来，叠加之后网络对应地要做到服务的融合，而服务的融合则会推动网络的融合。这个发展方向的推动方式与以往是反方向的。 举一个例子，原来的网络上，数据是数据、视频是视频、话音是话音，不同业务网络是互相分离的。现在互联网出现，大家都用同样的数据网，都可以跑话音业务，不可避免的是话音业务会从原有的网络分流到数据网上，新的网络要不停地扩大，而且能力要不断加强，以满足终端业务的叠加，原来的话音网慢慢就没有了。一方面是越来越加强，一方面则越来越小，最终不同的网络会合并成一个。视频的融合最终也会推动网络本身的融合，原先提三网合一是从省钱的角度去看，今天再谈三网合一，是从推动新的服务这个角度看，以后这个趋势会越来越明显。 与网络相关的技术改变，都是以应用为导向的，这是一个最大的主流方向。 趋势二 计算机系统重新整合 随着计算机技术（包括软、硬件技术）的发展，以前在计算机里面做的东西会慢慢拿到网络上做。上个世纪80年代根本没有网络设备这个概念，所有东西都是用一个设备，通过计算机里面不同的软件来实现；后来，有人看到一些有共性转换的，他将这个功能抽出来，用一个专门的设备去做，这就是集线器；再后来，随着计算机的发展，把第二层功能拿出去，做成交换设备；然后过去几年，路由性能也可以单独做了，就把第三层功能拿到专门设备去实现，成为路由器。随着芯片技术的发展，越来越多的功能将被拿出去，用一个专门的设备做，于是有了各种各样的网络设备。包括防火墙，以前也是用软件做，现在则放到硬件上去做了。 趋势三 网络进行整合 以前网络的层次分得很清楚，是完全分开的。但是随着技术的发展，以前没什么关系的技术也会融合在一起，比如说，以前光是光、路由是路由，现在随着新的技术出现，比如路由技术，变成了光的IP转换。再举一个例子，SDN（自防御网络）的概念，安全跟网络已经分不开了，用户建网为了安全本身要加防火墙。以后技术的发展并不单一，比如搞芯片、软件开发时，并不是会像以前一样只是为了快，还要为了安全，整个系统一定要整合在一起。 今天的网络相对而言是非常复杂的，建网要有路由器、有交换机，然后要连线，加了很多东西，以前单单考虑一个字——“快”。网络发展到今天，已经不是单单追求快，而是把很多功能集中在一起，然后让数据网合理重归，像以前的网络一样，该有的功能都有。 趋势四 计算机系统结构改变
全光网络的发展历程与发展趋势 彭承柱彭明宇 摘要：本文阐述全光网络如何经过WDM技术的发展与演变、全光网络的技术研发、过渡到自动光交换网、直到当前智能光交换网络的发展历程与发展趋势。 1 引言 据国外统计，骨干因特网的带宽在1997年为622Mbps,1998年是2.5Gbps,1999年突破10Gbps,2000年接近40Gbps；也就是说每经过6-9个月因特网的带宽或业务量翻一番。按照目前单波长光纤系统的传输速率最高为40Gbps考虑，仅因特网的数据流就占满了整个单波长系统的传输容量，更不用说宽带业务和其他多媒体应用了。事实上随着因特网的飞速发展，几乎在网络的所有层面，如企业网、接入网，传输、选路与交换等都在研发与应用高速宽带技术。带宽的"饥渴"极大地促进了DWDM技术的快速发展，基础速率为2.5Gbps/10bps的8波、16波、32波、40波乃至80波的DWDM系统已经商用，所有的波长都落在常规的C带内(1530-1565nm)；此波带又分为蓝带和红带。各个波长或光路的间隔从100GHz(0.8nm)缩小到50GHz(0.4nm)。进一步增加波长数，例如增加到160波以上时需要应用L波带(1565-1625nm)，也就是第4代WDM 光纤通信系统。当波长数达到数百量级时各光路间隔将缩小到25GHz(0.2nm)；此时对光源的精度与稳定度，对分光滤波器的分辨率的要求均很高。表1给出
新世纪开始DWDM系统研发水平的概貌。由表1可见10Tbps的总容量业已突破，很多公司例如Ciena公司已在研发16Tbps的系统；而朗讯贝尔实验室的科研人员认为商用的DWDM系统容量最高将达到100Tbps。 DWDM系统在长途光传送网中的发展方向是超密集波分复用，超大容量和超常中继距离传输；而在城域光传送网中的发展方向是稀疏波分复用，超大容量、短传输距离和价廉的CWDM系统，也就是和具有第5光窗口的无水峰光纤即新的全波光纤相应的第5代WDM系统。此类光纤系统可利用的光谱是1280-1615nm，是常规可用波长范围的数倍，复用波长数大大增加，从而经济有效地解决网络扩容问题，故WDM系统和技术的发展为全光网络打下了物质基础。 2 WDM技术的发展与演变 在电信运营商寻找新的创收方法的同时，他们还在力图削减成本。直到几
全光网络技术及其发展 前景 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
全光网络技术及其发展前景 摘要 随着光纤通信的飞速发展，光纤通信有向全光网发展的趋势。文中介绍了全光网的概念、优点及一些关键技术，展望了未来光通信的发展前景。 在以光的复用技术为基础的现有通信网中，网络的各个节点要完成光／电／光的转换，仍以电信号处理信息的速度进行交换，而其中的电子件在适应高速、大容量的需求上，存在着诸如带宽限制、时钟偏移、严重串话、高功耗等缺点，由此产生了通信网中的“电子瓶颈”现象。为了解决这个问题，人们提出了全光网（AON）的概念，全光网以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，已成为下一代高速宽带网络的首选。 1、全光网的概念 所谓全光网，是指从源节点到终端用户节点之间的数据传输与交换的整个过程均在光域内进行，即端到端的完全的光路，中间没有电信号的介入。全光网的结构示意如图1所示。 图1 全光网的结构示意图 2、全光网的优点 基于波分复用的全光通信网可使通信网具备更强的可管理性、灵活性、透明性。它具备如下以往通信网和现行光通信系统所不具备的优点： （1）省掉了大量电子器件。全光网中光信号的流动不再有光电转换的障碍，克服了途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难，省掉了大量电子器件，大大提高了传输速率。 （2）提供多种协议的业务。全光网采用波分复用技术，以波长选择路由，可方便地提供多种协议的业务。 （3）组网灵活性高。全光网组网极具灵活性，在任何节点可以抽出或加入某个波长。
（4）可靠性高。由于沿途没有变换和存储，全光网中许多光器件都是无源的，因而可靠性高。 3、全光网中的关键技术 光交换技术 光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。光路交换又可分成3种类型，即空分（SD）、时分（TD）和波分／频分（WD／FD）光交换，以及由这些交换形式组合而成的结合型。其中空分交换按光矩阵开关所使用的技术又分成两类，一是基于波导技术的波导空分，另一个是使用自由空间光传播技术的自由空分光交换。光分组交换中，异步传送模式是近年来广泛研究的一种方式。 光交叉连接（OXC）技术 OXC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。OXC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。为增加OXC的可靠性，每个模块都具有主用和备用的冗余结构，OXC自动进行主备倒换。输入输出接口直接与光纤链路相连，分别对输入输出信号进行适配、放大。管理控制单元通过编程对光交叉连接矩阵、输入输出接口模块进行监测和控制、光交叉连接矩阵是OXC的核心，它要求无阻塞、低延迟、宽带和高可靠，并且要具有单向、双向和广播形式的功能。OXC也有空分、时分和波分3种类型。 光分插复用 在波分复用（WDM）光网络领域，人们的兴趣越来越集中到光分插复用器上。这些设备在光波长领域内具有传统SDH分插复用器（SDHADM）在时域内的功能。特别是OADM可以从一个WDM光束中分出一个信道（分出功能），并且一般是以相同波长往光载波上插入新的信息（插入功能）。对于OADM，在分出口和插入口之间以及输入口和输出口之间必须有很高的隔离度，以最大限度地减少同波长干涉效应，否则将严重影响传输性能。已经提出了实现OADM的几种技术：
网络技术的目前发展状况和未来展望 摘要：近年来网络经历了一个飞速发展的时期，网络已经发展成为实现信息资源，存储资源以及计算资源共享的新型信息平台，在人们的日常生活中发挥越来越重要的作用，对社会各个领域产生了深远的影响。如今网络正朝着高速化和宽带化的方向演变，并逐步由单一的数据传送网络发展成为数据，语音，图像和实时多媒体信息的综合传输网络。网络的发展带来了巨大的经济收益同时也为经济发展提供了一种新的经济模式。我们生在网络的时代，网络已经成为我们生活中比不可少的一部分，因此我们需要了解网络。本文主要从国内网络发展状况，国内网络未来前景与展望以及国内外网络技术的分析比较三方面阐述下对网络的认识。 关键字：状况；背景；前景；展望；分析；比较 1.引言 网络技术发展迅猛，便捷、丰富，网络应用在世界的各个层面和角落发挥着重要作用，极大的改变了我们的生存方式，成为人类生活必不可少的部分。网络发展进入繁荣期，网络应用层出不穷。网络已经成为我们生活中必不可少的部分，为了能更好的应用网络，让网络成为我们生活，学习，工作的便携工具，我们必须深入的去了解现在网络的状况，网络的技术背景。同时要对网络做出预见性，对网络的未来发展趋势有一定的了解，以便能在未来更好的应用网络。 2.目前国内网络发展状况 2.1计算机网络的发展状况 计算机网络是计算机技术和通信技术紧密结合的产物，它涉及到通信与计算机两个领域。它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化，在当今社会经济中起着非常重要的作用，它对人类社会的进步做出了巨大贡献。从某种意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术水平，而且已经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。
智能光网络的发展与演变 摘要： 文章介绍了智能光网络的概念和主要特点，回顾了自动交换光网络的发展和演变，分析了各大标准组织的工作以及各国在发展光网络中的一些重点项目，之处智能化是光网络的发展的趋势，自动交换光网络是光网络的未来。 关键词： 智能光网；自动交换光网；光传送网；光交叉连接 智能光网络是指具有自动传送交换链接功能的光网络。ITU-T的建议中将与底层无关的标准智能光网络成为自动交换传送网（ASTN），而底层为光传送网（OTN）的ASTN称为自动交换光网络（ASON）。 智能光网络可以实现流量控制功能，允许将网络资源动态分配给路由；可以实现业务的快速恢复；可以提供新的业务类型，诸如按需带宽业务（BoD）和光层虚拟专用网（OVPN）等。 智能光网络的演进将是一个无缝融合的过程，可以利用现有的基于SONET/SDH和WDM的网络平滑的过渡到动态、智能的多业务光网。 1从全光网到智能光网络 20世纪90年代中期，建设WDM光传送网与国际上“信息高速公路”计划的战略目标是一致的。美国DARPA实施了光网络技术联盟（ONTC）、多波长光网（MONET）、全光网（AON）、国家透明光网（NTON）等重大研究项目。欧盟RACE和先进通信技术系统计划（ACTS）实施了多波长光网（MWTN）、PHOTON(泛欧光子传送网)、泛欧光网（OPEN）、城域光网络（METON）、波长捷变光传送（WOTAN）、光网管理（MOON）等十几个重大研究项目。日本、加拿大也开展了大亮的研究工作。中国“863”计划实施完成了“全光通信试验网”，项目由上海交通大学、北京大学、清华大学、北京邮电大学联合完成。 以ACTS计划为实例，有9个项目与光网络或网络管理有关，其中包括：（1）WOTAN项目研究和解决端到端光连接的核心网和接入网的波长捷变技术。 （2）OPEN和PHOTON两个项目研究应用光交叉连接（OXC）构建泛欧多波长光网络技术。 （3）光分组交换的关键技术（KEOPS）项目发展光分组交换网的概念与技术。该网建立在OPEN的物理层之上。 （4）一体化光基干网（COBNET）项目解决WDM和空间复用的商业局域、城域和广域网络。 （5）METON项目研究城域网面向用户提供宽带连接WDM环网。 （6）光子系统和网络的管理（MEPHISTO）和两个项目着重解决光网与网元的管理。 （7）光传送网总体技术（HORIZON）项目比较特殊，旨在其他研究项目基础上发展未来光网络，是一个大协作项目。 1998年是一个分水岭，上述全光网研究计划全部宣告完成。 从1999年开始，新一代信息网初露端倪，出现了以IP/WDM和光因特网未
学号：下一代网络的现状及发展 学院名称： 专业名称： 姓名： 教师： 2011年10 月
摘要 随着人们对互联网的规模、功能和性能等方面的需求越来越高，以IPv4协议为核心技术的互联网面临着如安全性差、难以管理以及不可预测等一系列越来越严重的技术挑战。互联网发展到今天，已经无法满足现代用户的需求，原有的互联网的体系结构已经不能适应甚至阻碍互联网应用的进一步发展。近年来，下一代互联网及其应用的研究引起了许多国家的特别关注，发达国家相继启动了下一代互联网研究计划，意图掌握未来互联网核心技术。国家”九七三”计划项目”新一代互联网体系结构理论研究”，经过近几年的研究，在探索新一代互联网体系结构所面临的基础问题上，取得了一定的研究结果:提炼出新一代互联网体系结构研究的4个基本科学问题；初步提出了一种多维可扩展的新一代互联网体系结构及其基本要素；从基于IPv6的规模可扩展、基于可扩展交换节点的性能可扩展、基于真实IPv6地址的安全可扩展、基于4over 6机制的功能可扩展和基于端到端无连接服务质量控制的服务可扩展等5个方面对新一代互联网多维可扩展体系结构进行了深入研究。这5项基本要素将构成未来新一代互联网的基础。
第一章绪论 所谓的下一代互联网是业界为了解决目前互联网的地址瓶颈、质量、安全和管控等问题而提出的新一代互联网，截止到目前，其还没有一个统一的定义，至少国际上公认美国的NGI项目和AMBIENT 项目、欧洲的GEANT2 项目和FIRE 项目、亚太的APAN 项目以及中国的CNGI 项目等都可以认为是面向下一代互联网的研究试验项目。纵观所有这些称之为下一代互联网的项目可以发现，除了IPv6 是其共有的基本特征，而且是可以期待的地址解决方案外，其他的特征都是理论上的或者不确定的或者局部性的或者有争议的或者短期难以实施的甚至还完全不靠谱的。但是，取得公认的是下一代互联网将具有：更大（地址多）、更安全、更及时、更方便、更有效、更具有管理性的特点。从速度看，它要比现在的互联网快1000倍以上。传输速度更快，使用更安全。在下一代互联网支持下，高清会议系统就会从一两路变成可以支持成百路、上千路，千家万户都可以用这个高清系统。效果就非常稳定、非常安全,大家都相信下一代互联网能够具备可控可管可扩可信能力，至少想对现有IPv4 互联网有相当程度的改进。 可见，尽管IPv6 协议并不能概括下一代互联网的全部，但是已经成为下一代互联网的核心内容并已经形成了一个完整、成熟的标准体系，是世界范围内惟一普遍认可的下一代互联网核心协议。目前，业界一般泛指的下一代互联网的核心内容往往就是指IPv6。 1.1选题背景 随着超高速光通信、无线移动通信、高性能低成本计算和软件等技术的迅速发展，以及互联网创新应用的不断涌现，人们对互联网的规模、功能和性能等方面的需求越来越高。30年前发明的以IPv4 协议为核心技术的互联网面临着越来越严重
光纤通信技术的现状及前景 摘要：近年来，光纤通信技术得到了长足的发展，新技术不断涌现，这大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。 关键词：光纤通信传输发展 引言 光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的串绕非常小；光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听；光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。 自光纤通信问世以来，整个通信领域发生了革命性变化，它使高速率、大容量的通信成为可能。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980～2000年2O年间增加了近10000倍，传输速度在过去的1O年中提高了约100倍。目前我国长途传输网的光纤化比例已超过80％，预计到2010年，全国光缆建设总长度将再增加约105km，并且将有11个大城市铺设10G以上的大容量光纤通信网络。 1.光纤通信技术的现状 光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。近年来，光纤通信技术得到了长足的发展，新技术不断涌现，这大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。 1.1波分复用技术 波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率或波长不同将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道。把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器(合波器)将不同规定波长的信号光载波合并起来送人l根光纤进行传输。在接收端，再用1个波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时)，从而在1根光纤中可实现多路光信号的复用传输。 DWDM系统除了波长数和传输容量不断增加外，光传输距离也从约600km大幅扩展至2000km 以上。 1.2 宽带放大器技术 进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有掺饵氟化物光纤放大器、碲化物光纤放大器、控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合、拉曼光纤放大器。 1.3 色散补偿技术 对高速信道来说,在1 5 5 0 n m 波段约18p s ( mmok m) 的色散将导致冲展宽而引起误码, 限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gb i t / s 系统来说,色散限制仅仅为5 0 k m。因此,长距离传输中必须采用色散补偿技术。 1.4 孤子WDM传输技术 超大容量传输系统中,色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中，使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散,因而可以显著增加无中继传输距离。 1.5光纤接入技术 光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，
网络技术的目前发展状况和未来展望 摘要:近年来网络经历了一个飞速发展的时期,网络已经发展成为实现信息资源,存储资源以及计算资源共享的新型信息平台,在人们的日常生活中发挥越来越重要的作用,对社会各个领域产生了深远的影响。如今网络正朝着高速化和宽带化的方向演变,并逐步由单一的数据传送网络发展成为数据,语音,图像和实时多媒体信息的综合传输网络。网络的发展带来了巨大的经济收益同时也为经济发展提供了一种新的经济模式。我们生在网络的时代,网络已经成为我们生活中比不可少的一部分,因此我们需要了解网络。本文主要从国内网络发展状况,国内网络未来前景与展望以及国内外网络技术的分析比较三方面阐述下对网络的认识。 关键字:状况;背景;前景;展望;分析;比较 1.引言 网络技术发展迅猛,便捷、丰富,网络应用在世界的各个层面和角落发挥着重要作用,极大的改变了我们的生存方式,成为人类生活必不可少的部分。网络发展进入繁荣期,网络应用层出不穷。网络已经成为我们生活中必不可少的部分,为了能更好的应用网络,让网络成为我们生活,学习,工作的便携工具,我们必须深入的去了解现在网络的状况,网络的技术背景。同时要对网络做出预见性,对网络的未来发展趋势有一定的了解,以便能在未来更好的应用网络。 2.目前国内网络发展状况 2.1计算机网络的发展状况 计算机网络是计算机技术和通信技术紧密结合的产物,它涉及到通信与计算机两个领域。它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化,在当今社会经济中起着非常重要的作用,它对人类社会的进步做出了巨大贡献。从某种意义上讲,计算机网络
的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术水平,而且已经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。 自50年代开始,人们及各种组织机构使用计算机来管理他们的信息的速度迅速增长。早期,限于技术条件使得当时的计算机都非常庞大和非常昂贵,任何机构都不可能为雇员个人提供使用整个计算机,主机一定是共享的,它被用来存储和组织数据、集中控制和管理整个系统。所有用户都有连接系统的终端设备,将数据库录入到主机中处理,或者是将主机中的处理结果,通过集中控制的输出设备取出来。它最典型的特征是:通过主机系统形成大部分的通信流程,构成系统的所有通信协议都是系统专有的,大型主机在系统中占据着绝对的支配作用,所有控制和管理功能都是由主机来完成。随着计算机技术的不断发展,尤其是大量功能先进的个人计算机的问世,使得每一个人可以完全控制自己的计算机,进行他所希望的作业处理,以个人计算机(PC)方式呈现的计算能力发展成为独立的平台,导致了一种新的计算结构---分布式计算模式的诞生。 随着计算机应用的发展,出现了多台计算机互连的需求。这种需求主要来自军事、科学研究、地区与国家经济信息分析决策、大型企业经营管理。他们希望将分布在不同地点的计算机通过通信线路互连成为计算机-计算机网络。网络用户可以通过计算机使用本地计算机的软件、硬件与数据资源,也可以使用连网的其它地方计算机软件、硬件与数据资源,以达到计算机资源共享的目的。 如今的计算机已经深入到了我们生活的方方面面。各行各业普遍采用了计算机来进行或企业管理,或生产制造,或数据处理等等我们的日常生活也受其影响,计算机的衍生产品互联网已离不了我们了。我们能认证的事实是我们的生活随着计算机的变化而产生变化,计算机已经控制了我们的生活方式与内容。在目前,计算机已经过了几代的发展,在各种领域内基本上形成了一套套完善的体系,规范了计算机的发展。当初的计算机行业由于还未全面发展起来,其内部各领域尚未形成一套标准,各企业独立制定合乎自已发展项目要求的标准,这就导致一个行业的标准很多不统一,呈现出混乱的状况。这导致发展的颈瓶出现,不利于计算机在本领域取得发展突
下一代互联网的现状与 发展 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
中国下一代互联网的现状与发展 2010-4-7 0引言 20世纪90年代中期，鉴于互联网的引擎作用，美国政府从国家层面重视下一代互联网的研究。1996年，美国国家科学基金会设立了下一代互联网（next generation internet，NGI）研究计划。同时，美国34所学校发起了下一代互联网Internet2的项目。随后，欧洲、日本等也迅速推出了自己的下一代互联网计划。 目前，世界上着名的下一代互联网计划（组织）及其试验网主要包括：美国的Internet2计划的主干网Abilene、第二代欧盟学术网的主干网GEANT2、亚太地区先进网络APAN及其主干网、跨欧亚高速网络TEIN2及其主干网、中国的CNGI及其主干网、日本的第二代学术网SUPERSINET和加拿大新一代学术网CA*net4等。 1新一代互联网呼之欲出 现在我们用的Internet协议，也就是通常说的IPv4，采用32位地址长度，其地址空间大约有43亿个，全世界每个人分一个地址都不够，同时还有组播地址、试验地址等不能用。预计在2012年前后，将不能够再申请到可以全球路由的IPv4地址。在中国，互联网用户数是亿，虽然只占人口总数的27%，但是目前正在大力推行的物联网、云计算、3G多媒体通信和三网融合等都将大量地使用IP地址。因此，IPv4地址耗尽的问题对中国的互联网来说，更是严峻的挑战。 随着互联网规模的不断扩大，路由表容量增长非常迅速，目前互联网的路由表条目已达30万条，庞大的路由表对路由系统造成了巨大负担。目前的互联网还存在严重的安全问题，虽然现在已经出台了许多有关安全性方面的解决方案，但由于TCP/IP协议本身存在安全漏洞，因此这些方案大都治标不治本。
我们对２011年光通信技术发展趋势和预测如下: ·光通讯行业更加精简，但是仍然期待着更完善的供应链 那些在经济低迷前期和中期合并的网络设备制造商将在２011年发挥明显的优势,因为届时越来越少的大型企业能够独自赢得网络业务的大单。预计２01１年,阿尔卡特-朗讯和华为将角逐第一的位置，而Ｃｉｅｎa凭借对北电网络光纤业务的收购将加速缩小与前者之间的差距，紧随其后。 预计201１年，网络设备制造商将控制其外包光元件供应商的数量，采取精简供应链的战略。因此,除非那些规模较小的元件供应商能提供独一无二且切合需求的产品,否则２０１１年对他们来说，将是比较困难的一年。 此外,光产品供应商在201１年将继续面对供应链中需求波动的挑战。所有供应商都将逐步认识到缩短回收时间、提高预测的精确度和落实库存保有战略需求的重要性。因此,即使面对持续大幅度的增长需求,供应链的改善将使大部分主要产品的交付时间缩短至一到两周的时间。 ·感知型网络即将登场 ２0１1年将研发出能促进网络传输层向前演进的组件和系统。研发这些新型光产品的最终目的是为了创建感知型的网络，它们拥有
灵活的光子层，能够有意识、完全无缝地应对不断变化的流量情况、新型应用或者突发的带宽波动。 目前行业里最热门的三大关键词——任何波长（ｃoｌｏrless)、任何方向（dｉrｅctionless)和任何竞争(cｏnｔeｎｔｉonless)——都是感知型网络的重要组成部分,它们所具备的特征赋予了任意类型的网络波长在任何方向都能达到任意目的地的能力。 目前，业界正在研发复杂的光学转换器件,来构建网络和节点架构,进而实现自动端到端波长、转发器和路由的灵活转换。这些新组件和体系架构将建立在波长选择开关(ＷSS)的基础上并完善WＳS，成为灵活光网络的核心结构单元。 此外，我们认为，功能集成式光电路板的受关注度将越来越高，因为它可以将更多的光功能和硬件集成到体积更小的产品中,而这一优势亦将促使网络设备生产商加速将其应用于各自的开发流程中。这种线路卡已被证明能通过子模块层面的集成提供显著的成本和密度优势。 我们预计，有望在2013—２014年间，实现现有网络向包含以上光元件的感知型网络演进。 ·传输更快速、更灵活
高级网络编程课程学习报告 学院：自动化学院 专业：控制理论与控制工程 姓名：万苗 学号：2011201589
未来计算机网络的发展趋势 摘要：计算机网络技术是目前计算机科学中发展得最为迅速的一门技术，把握该技术发展的方向是非常必要的。本文主要介绍当前网络四个方面的发展趋势，即接入技术、接入设备、高速传输、网络应用，并简单地介绍当前网络发展的几个热点方向和新兴产物，如语义网、人工智能、富互联网应用程序等。 关键词：网络、发展趋势、热点、新兴产物 随着现代社会的发展，网络的应用也进入新的时代。网络的变化，可以说是日新月异，很多从事于这方面的专家和技术人员在计算机网络方面的贡献给社会和人民带来太多太多的好处，未来我们将看到计算机网络的跟多新变化。计算机网络发展的基本方向是开放、集成、高速、移动、智能以及分布式多媒体应用。开放和集成是相辅相成的。开放指网络体系结构的开放和操作系统调用界面与用户操作界面的开放。开放的核心问题是标准问题，即各种不同厂家的计算机或网络产品能够按照统一的标准向高层提供相应服务和对低层进行服务调用，而不管这些产品在软硬件上的实现细节。这使得各种异构系统和产品能够相连和互操作。集成则是在开放的基础上，各种异构系统和产品能够溶于一个像Internet这样的全球性网络中，并能够根据用户的需要提供各种满足用户服务质量QoS需求的分布式多媒体应用。集成包括两个方面，即各种产品的集成和各种应用与服务的集成。例如电信网的话音传输服务、广播电视的电视与广播的各种节目服务、计算机网络的数据传输服务等正在被集成在一个网络上来提供给用户。 下面将从计算机网络的四个主要方面：接入技术、接入设备、高速传输、网络应用分别阐述其发展趋势。 宽带接入网技术 用户接入网（从本地电信局到用户之间的部分）是电信网的重要组成部分，是电信网的窗口，也是信息高速公路的“最后一公里”。随着计算机的迅速普及，网络技术的日益完善以及上网工具的不断涌现，Internet得到了飞速的发展。越来越多的用户通过电话拨号上网，使电话线路的话务量急剧增加，给电话网造成了巨大的压力；同时，由于电话网本身的限制，拨号上网的速度远远不能满足用户对网络带宽不断增长的要求。因此迫切需要一种高速的用户接入技术。虽然ISDN是一种综合了各种业务的网络，能够为客户提供一种数字解决方案，但由