科技情报开发与经济 SCI—TECH INFORMATION DEVELOPMENT＆ECONOMY 2006年 第l6卷 第 l8期
文章编号：1005—6033(2006)18—0092—02
基于全光通信的信息处理
白玉清 ，一，孙云山 ，张立毅
(1．太原理工大学信息工程学院，山西太原，030024；2．山西警官高等专科学校公安管理
系 ，山西太原，030021；3．天津商学院信息工程学院，天津，300134)
摘 要：概述了全光网络中的全光再生技术、密集波分复用、掺铒光纤放大器EDFA、光
随机存储 RAM、光开关等关键技术，提出了今后进一步研究的方向和思路。
关键词：全光通信；全光网络；信息处理
中图分类号：TN929．1 文献标识码：A
1 全光网提出的背景
由于信息量爆炸式地增长，人们对信息的需求也与日俱增。而今，上
网冲浪、远程教育、可视电话、家庭办公、多媒体服务等正迅猛发展 ，人们
对于网络通信的能力也不断提出新的要求，网络已成为人们交流和传递
信息的主要工具，网络已经渗入到社会的方方面面。人们对网络提出的
主要要求是网络的容量。目前，有限的带宽还远远不能满足人们日益增
长的对信道容量的需求，为了避免带宽“枯竭”，人们不断呼唤新的可利
用带宽的出现，光纤波分复用(WDM)有效地扩展了带宽，大大地提高了
通信能力。但当前的光通信中由于采用光一电一光形式 ，即在信道中存
在光电转换器，信息传递过程中受到电子器件的影响，产生了“电子瓶
颈”问题 ，信息传输速率受到抑制。而且光纤通信形式(光一电转换见图
1)存在的电子电路大大制约了光纤的带宽资源 ，为了克服现有网络在传
输和交换时的“电子瓶颈”现象，充分利用光纤的带宽资源，提高通信网
络的吞吐量，人们提出了全光网的概念。全光网将有助于建立一条超宽
的信息高速公路，满足人们对信息的需要。可以肯定，全光网将是下一代
网络发展的主流。
一 堡§ f发射机J f发射
机} l接收机I l接收机l
图1 光一电转换式光纤通信
2 全光网及其优点
全光网 AON(All Optical Net)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，也即全部采用光波技术完成信息传输和交换的宽带网络。
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，有效地解决了“电子瓶颈”的
影响。就信号的透明性而言，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 10 Gb／s的数字信号，则光纤传输容量将是 nxlO Gb／s，而当前半透明
网络就大大限制了光纤的潜力。
全光网络 比传统的电信网络有较大的吞吐能力，具有先前通信网和
当前网络不可比拟的优点，可概括如下：
(1)就结构而言，全光网络结构简单，端到端采用的是透明光通路链
接，沿途无光电转换与存储，从而有极大的传输容量和极好的传输质量。
(2)全光网络突出的特点是开放性，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。
收稿日期：2006～06—06
(3)在全光网中，对光信号处理的许多光元件是无源的，这有利于网
络的维护，可大大提高了网络的可靠程度。
(4)对于全光网络的扩展 ，利用虚波长通道技术，在加入新的节点
时，可不影响原有网络和设备，直接实现网络的扩展，这大大节约了网络
资源，降低了网络成本。
(5)全光网络具有可重构性，网络可随业务的不同而改变网络的结
构，可以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，也可实现波长路由选择动态重建、网问互连、自愈功能。
3 全光网络中的关键技术及需解决的问题
(1)全光再生技术是在光域中对信号进行再放大、再定时和再整形
的技术。全光再生技术作为对光信号的直接传输处理，对光信号直接进
行整形、放大、定时是必不可少的。因为信号在信道中传输，将会造成信
号的衰减、延时。由于噪声的存在 ，有时还会产生失真，为了精确还原原
有信号，对信号进行处理是必须的，因为全光网络中传输的全部是光信
号，所以全光再生技术也就成为高速全光网络的核心技术。下面简单介
绍一种全光3R再生技术。
全光3R再生原理见图 2。入射损伤信号进入全光再生器被分为两
路，一路进入时钟提取单元，以提取时钟信号，提取的时钟信号具有稳定
的幅度和时钟信息；另一路信号经掺铒光纤放大器(EDFA)放大后。与时
钟信号一同注入判决门，经光判决门得到全光再生信号。
图 2 全光3R再生原理图
(2)密集波分复用(DwDM)。密集波分复用(DwDM)是利用光波长
的不同，在一根光纤上同时传输多个光载波并对该数字信号进行调制，
而且是多个数字信号同在一根光纤上传输但不会影响的技术。这就是波
分复用的原理(见图3)。DWDM光网络有时也称波长光网络，它是当前
利用较广泛而且也是当前较为成熟的全光通信网络。它为建立全光网络
做出了不可低估的贡献。
图3 波分复用原理图
(3)掺铒光纤放大器 EDFA。光信号在光纤传输时，不可避免地存在
一 定的损耗和色散，损耗导致光信号能量的降低，色散致使光脉冲展宽，
因此隔一段距离就需要采用光中继器，以便对信号进行放大和再生。在
现行的半透明网络中，需要进行光一电转换才能进行，这就给通信网络
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科技情报开发与经济 SC1-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY 2C刷年第 16卷第 18 期
文章编号: 1∞5-6033(2006 )1 8-∞92-02 收稿日期 :2仪滔-06-06
基于会龙通信筒信怠处理
白玉清 1 ， 2 孙云山张立毅 l
(1.太原理工大学信息工程学院，山西太原，030024;2.山西警官高等专科学校公安管理
系，山西太原， 030021;3.天津商学院信息工程学院，天津，300134)
摘 要:概述了全光网络中的全光再生技术、密集泼分复用、掺饵光纤放大器 EDFA、光
随机存储 RAM、光开关等关键技术，提出了今后进一步研究的方向和思路。
关键词:全光通信;全光网络;信息处理
中图分类号:TN929. 1 文献标识码:A
1 金光网提出的背景
由于信息量爆炸式地增长，人们对信息的需求也与日俱增。而今，上
网冲浪、远程教育、可视电话、家庭办公、多媒体服务等正迅猛发展，人们
对于网络通信的能力也不断提出新的要求，网络已成为人们交流和传递
信息的主要工具，网络已经渗入到社会的方方面面。人们对网络提出的
主要要求是网络的容量。目前，有限的带宽还远远不能满足人们日益增
长的对信道容量的需求，为了避免带宽"枯竭
用带宽的出现，光纤波分复用(WDM)有效地扩展了带宽，大大地提高了
通信能力。但当前的光通信中由于采用光一电一光形式，即在信道中存
在光电转换器，信息传递过程中受到电子器件的影响，产生了"电子瓶
颈"问题，信息传输速率受到抑制。而且光纤通信形式(光一电转换见图
1)存在的电子电路大大制约了光纤的带宽资源，为了克服现有网络在传
输和交换时的"电子瓶颈"现象，充分利用光纤的带宽资源，提高通信网
络的吞吐量，人们提出了全光网的概念。全光网将有助于建立一条超宽
的信息高速公路，满足人们对信息的需要。可以肯定，全光网将是下一代
网络发展的主流。
信息、吨展豆丁 、南吾引 、南岳亨1 、|电信号信息I
发射机发射机 接收机| 川妥收机
图 1 光一电转换式光纤通信
2 金光网及其优点
全光网 AON( A1l Optical Net)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，也即全部采用光波技术完成信息传输和交换的宽带网络。
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，有效地解决了"电子瓶颈"的
影响。就信号的透明性而言，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、用之不渴的。如一根光纤利用 n 路 WDM，每路带
有 10 Gb/s 的数字信号，则光纤传输容量将是 nxlO Gb/s ，而当前半透明
网络就大大限制了光纤的潜力。
全光网络比传统的电信网络有较大的吞吐能力，具有先前通信网和
当前网络不可比拟的优点，可概括如下:
(I)就结构而言，全光网络结构简单，端到端采用的是透明光通路链
接，沿途无光电转换与存储，从而有极大的传输容量和极好的传输质量。
(2)全光网络突出的特点是开放性，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。
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(3)在全光网中，对光信号处理的许多光元件是无源的，这有利于网
络的维护，可大大提高了网络的可靠程度。
(4)对于全光网络的扩展，利用虚波长通道技术，在加入新的节点
时，可不影响原有网络和设备，直接实现网络的扩展，这大大节约了网络
资源，降低了网络成本。
(5)全光网络具有可重构性，网络可随业务的不同而改变网络的结
构，可以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，也可实现波长路由选择动态重建、网间互连、自愈功能。
3 金光网络中的关键技术及需解决的问题
(1)全光再生技术是在光域中对信号进行再放大、再定时和再整形
的技术。全光再生技术作为对光信号的直接传输处理，对光信号直接进
行整形、放大、定时是必不可少的。因为信号在信道中传输，将会造成信
号的衰减、延时。由于噪声的存在，有时还会产生失真，为了精确还原原
有信号，对信号进行处理是必须的，因为全光网络中传输的全部是光信
号，所以全光再生技术也就成为高速全光网络的核心技术。下面简单介
绍一种全光 3R 再生技术。
全光 3R 再生原理见图 2。入射损伤信号进入全光再生器被分为两
路，一路进入时钟提取单元，以提取时钟信号，提取的时钟信号具有稳定
的幅度和时钟信息;另一路信号经掺饵光纤放大器(EDFA)放大后，与时
钟信号一同注入判决门，经光判决门得到全光再生信号。
定时提取
图 2 全光 3R 再生原理图
(2)密集波分复用(DWDM)。密集波分复用(DWDM)是利用光波长
的不同，在一根光纤上同时传输多个光载波并对该数字信号进行调制，
而且是多个数字信号同在一根光纤上传输但不会影响的技术，这就是波
分复用的原理(见图 3)0 DWDM 光网络有时也称波长光网络，它是当前
利用较广泛而且也是当前较为成熟的全光通信网络。它为建立全光网络
做出了不可低估的贡献。
图 3 波分复用原理图
(3)掺饵光纤放大器 EDFA。光信号在光纤传输时，不可避免地存在
一定的损耗和色散，损耗导致光信号能量的降低，色散致使光脉冲展宽，
因此隔一段距离就需要采用光中继器，以便对信号进行放大和再生。在
现行的半透明网络中，需要进行光一电转换才能进行，这就给通信网络
科技情报开发与经济 SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT＆ECONOMY 2006年 第16卷 第 18期
文章编号：1005-6033(2006)18-0093-02
科技档案编研工作}SiX
贾艳杰
(西山煤电集团公司镇城底矿，山西古交，030203)
摘 要：介绍了科技档案编研工作对加强科技横向联 系的促进作用，分析了开展科技
档案编研工作必须具备的条件，论述了科技档案编研工作的原则、选题和编研方法。
关键词：科技档案；编研工作；档案编研方法
中图分类号：G275 文献标识码：A
档案的编研工作是档案工作的升华，是对档案学理论及其传统的管
理方法所进行的研究和探讨。通过编研工作，能进一步提高档案管理水
平，充分发挥档案的作用，把“死档案变成活档案”。
1 编研工作对加强科技横向联系有促进作用
(1)随着国企改革的不断深入，科技信息资源不断得到开发，科学技
术的横向联系也不断发展和延伸，科技档案工作必须通过编研工作把科
技档案内容向各方面扩充，发挥本单位科技档案的优势作用 ，扩大科技
档案的信息交流。
(2)科技档案的编研工作，对提高科技档案管理水平、加强科技档案
的业务建设十分重要。通过编研工作，利用现代化手段管理科技档案，可
提高科技档案的管理水平。对科技档案应用电脑贮存、检索，为提供便捷
的服务创造了条件，为科技档案现代化管理提供了保障，为科技档案业
务建设增加了新内容。
作为一个煤炭行业的科技管理人员，应熟悉和掌握煤矿的安全生产
过程和库藏科技档案的内容，以及每份文件材料的价值，只有这样才能
收稿 日期：2006-04—17
胜任科技档案的管理工作。熟悉安全生产全过程，掌握科技档案的内容，
是提高业务水平的最好措施。除加强业务学习外，就是通过编研工作对
大量的科技档案进行阅读、分析和调查研究，这样科技档案工作者在编
研工作中得到锻炼，提高了业务水平。
(3)编研工作为煤炭生产提供可靠数据，为利用者节省大量时间。科
技档案的种类多、内容丰富，要想查找一个问题或统计一个数字，常常要
通过很多专业和类别，查阅大量的案卷。这样，技术人员在查阅档案的过
程中，要浪费很多的宝贵时间。这就是档案工作和利用者之间存在的矛
盾。这种矛盾可以通过开展编研工作得到解决。档案管理人员根据实际
需要，有计划、有针对性地把大量的科技档案材料加以浓缩、提炼、升华、
去粗取精，把分散的档案材料，通过一个专题进行编纂，为利用者提供一
套可靠的科技档案材料。
2 开展编研工作必须具备的条件
编研工作是科学档案工作中不可缺少的一个环节，应该给予提倡和
支持。但是开展科技档案编研工作，不是在什么条件下，谁都可以搞的。
带人了前述的诸多问题，为了补偿损耗而达到解决上述问题的目的，有
效的办法就是直接对光信号进行放大、再生，这是实现全光通信的关键
技术。EDFA是指在制造光纤过程中，设法向其掺人一定的三价铒离子，
形成掺铒光纤，当光信号通过这段掺铒光纤时，亚稳态的粒子以受激辐
射的形式跃迁到基态 ，并产生出和入射的光信号一模一样的光子，从而
大大增加了信号中光子的数量，即出现了信号光在掺铒光纤传输过程中
不断被放大的功能。EDFA由于具有高增益、高输出、宽频带、低噪声、增
益特性与偏振无关等一系列优点，实现了光纤通信史上革命性的发展。
(4)光随机存储 RAM。由于光信息快速、容量大等特点，怎样才能支
持它的资源分配、调度、异步传输和有效处理突发业务的高度统计资源
共享，已成为解决全光通信中的又一难题，这些处理都需要光层缓冲器，
即光随机存储器(RAM o所以，在建构全光网的过程中，解决光 RA M也
是势在必行的。
(5)光开关。光开关是光网络的关键技术，全光网络是对光信号直接
进行处理，对光开关提出了更高要求，它是进行有效光交换的基础。随着
人们对器件材料、器件工作原理和加工工艺等多方面知识研究的不断深
化。光开关的性能也将大大提高，全光网的实现依赖于光开关技术的进
步，因而，光开关器件也是下一代光纤通信网的核心。
4 结语
全光网络具有先前任何一种通信网络不可比拟的优点，以其巨大的
通信容量和优良的扩展性能，势必成为将来通信网络的主流。通信网络
向全光网的发展，不仅势在必行，而且为期不远。全光互联网的建立也是
不可逆转的潮流，而且全光网络是建构一条超高速宽频带信息高速公路
的基础。 ．
参考文献
[1] DiafarK Mynbaev，Lowell LScheiner．光纤通信研究[M]．北京：科学
出版社，2002．
[2] 张宝富．全光网络[M 3．北京：人民邮电出版社，2002．
(实习编辑：王永胜)
第一作者简介：白玉清，女，1975年 5月生，现为太原理工大学信息
工程学院信号与信息处理专业 2003级硕士研究生，助教，山西警官高等
专科学校公安管理系，山西省太原市，030024．
Information Processing Based on All-optical Communication
Bai Yu-qing，Sun Yun·shan，Zhang Li·yi
ABSTRACT：This paper introduces some key techniques of all-optical net(AON)such as all—optical regeneration，
dense WDM。Erbium— mixing optical amplifier EDFA，optical random stock RAM ，and optical switch，etc．，and puts
forward the directions and ideas of the further researches in the future．
KEY W ORDS：all optical communication；AON；information processing
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科技情报开发与经济 SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY 2C阳6年第 16卷第 18 期
文章编号: 1∞5-6033(2α后 )18-∞93-02 收稿目期 :2αJ6斗4-17
副技l瞄嚣缩回工f1:)王 it
贾艳杰
(西山煤电集团公司镇城底矿，山西古交，030203)
摘 要:介绍了科技档案编研工作对加强科技横向联系的促进作用，分析了开展科技
档案编研工作必须具备的条件，论述了科技档案编研工作的原则、选题和编研方法。
关键词:科技档案;编研工作;档案编研方法
中图分类号:G275 文献标识码:A
档案的编研工作是档案工作的升华，是对档案学理论及其传统的管
理方法所进行的研究和探讨。通过编研工作，能进一步提高档案管理水
平，充分发挥档案的作用，把"死档案变成活档案"。
1 编研工作对加强科技横向联系有促进作用
(1)随着国企改革的不断深入，科技信息资源不断得到开发，科学技
术的横向联系也不断发展和延伸，科技档案工作必须通过编研工作把科
技档案内容向各方面扩充，发挥本单位科技档案的优势作用，扩大科技
档案的信息交流。
(2)科技档案的编研工作，对提高科技档案管理水平、加强科技档案
的业务建设十分重要。通过编研工作，利用现代化手段管理科技档案，可
提高科技档案的管理水平。对科技档案应用电脑贮存、检索，为提供便捷
的服务创造了条件，为科技档案现代化管理提供了保障，为科技档案业
务建设增加了新内容。
作为一个煤炭行业的科技管理人员，应熟悉和掌握煤矿的安全生产
过程和库藏科技档案的内容，以及每份文件材料的价值，只有这样才能
带入了前述的诸多问题，为了补偿损耗而达到解决上述问题的目的，有
效的办法就是直接对光信号进行放大、再生，这是实现全光通信的关键
技术。 EDFA 是指在制造光纤过程中，设法向其掺入一定的三价饵离子，
形成掺饵光纤，当光信号通过这段掺饵光纤时，亚稳态的粒子以受激辐
射的形式跃迁到基态，并产生出和人射的光信号一模一样的光子，从而
大大增加了信号中光子的数量， pp出现了信号光在掺饵光纤传输过程中
不断被放大的功能。 EDFA 由于具有高增益、高输出、宽频带、低噪声、增
益特性与偏振无关等一系列优点，实现了光纤通信史上革命性的发展。
(4)光随机存储 RAM。由于光信息快速、容量大等特点，怎样才能支
持它的资源分配、调度、异步传输和有效处理突发业务的高度统汁资源
共享，已成为解决全光通信中的又一难题，这些处理都需要光层缓冲器，
即光随机存储器(岛也M)。所以，在建构全光网的过程中，解决光也也M 也
是势在必行的。
(5)光开关。光开关是光网络的关键技术，全光网络是对光信号直接
进行处理，对光开关提出了更高要求，它是进行有效光交换的基础。随着
人们对器件材料、器件工作原理和加工工艺等多方面知识研究的不断深
化，光开关的性能也将大大提高，全光网的实现依赖于光开关技术的进
胜任科技档案的管理工作。熟悉安全生产全过程，掌握科技档案的内容，
是提高业务水平的最好措施。除加强业务学习外，就是通过编研工作对
大量的科技档案进行阅读、分析和调查研究，这样科技档案工作者在编
研工作中得到锻炼，提高了业务水平。
(3)编研工作为煤炭生产提供可靠数据，为利用者节省大量时间。科
技档案的种类多、内容丰富，要想查找一个问题或统计一个数字，常常要
通过很多专业和类别，查阅大量的案卷。这样，技术人员在查阅档案的过
程中，要浪费很多的宝贵时间。这就是档案工作和利用者之间存在的矛
盾。这种矛盾可以通过开展编研工作得到解决。档案管理人员根据实际
需要，有计划、有针对性地把大量的科技档案材料加以浓缩、提炼、升华、
去粗取精，把分散的档案材料，通过一个专题进行编篡，为利用者提供一
套可靠的科技档案材料。
2 开展编研工作必须具备的条件
编研工作是科学档案工作中不可缺少的→个环节，应该给予提倡和
支持。但是开展科技档案编研工作，不是在什么条件下，谁都可以捕的。
步，因而，光开关器件也是下一代光纤通信网的核心。
4 结语
全光网络具有先前任何-种通信网络不可比拟的优点，以其巨大的
通信容量和优良的扩展性能，势必成为将来通信网络的主流。通信网络
向全光网的发展，不仅势在必行，而且为期不远。全光互联网的建立也是
不可逆转的潮流，而且全光网络是建构-条超高速宽频带信息高速公路
的基础。
参考文献
[ 1 ] Diafar K M ynbaev ,Lowell L Sch臼ner.光纤通信研究[M].北京:科学
出版社，2∞2.
[2J 张宝富.全光网络[M].北京:人民邮电出版社，2∞2.
(实习编辑:王永胜)
第一作者简介:白玉清，女， 1975 年 5 月生，现为太原理工大学信息
工程学院信号与信息处理专业 2∞3 级硕士研究生，助教，山西警官高等
专科学校公安管理系，山西省太原市， 03∞24.
Information Processing ßased on AII-optical Communication
Bai Yu-qing , Sun Yun-shan , Zhang Li-yi
ABSTRACT: This paper introduces some key techniques of all-optical net (AON) such as all-optical regeneration ,
dense WDM , Erbium - mixing optical amplifier EDF A , optical random stock RAM , and optical switch , etc. , and puts
forward the directions and ideas of the further researches in the future.
KEY WORDS: all optical communication; AON; information processing
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