九八云安全光网络基本结构解析
物理层基础
光纤作为传输介质，分为单模光纤（芯径9μm）和多模光纤（芯径50/62.5μm），前者用于长距离通信（100km+），后者适用于短距离（<2km），典型波长范围为850nm（多模）、1310nm/1550nm（单模），支持C波段（1530-1565nm）和L波段（1565-1625nm）的波分复用。
核心传输设备
- 光源器件：半导体激光器（1300/1550nm）提供高相干光信号，支持直接调制（10Gbps以下）或外调制（40G+）
- 光放大器：掺铒光纤放大器（EDFA）实现全光放大，增益带宽达80nm（1530-1610nm）
- 光交换矩阵：MEMS微机电光开关实现波长级路由，切换速度达毫秒级
- 波分复用器：密集波分复用（DWDM）系统支持100GHz/50GHz通道间隔,单纤容量可达40Tbps+
拓扑架构设计
| 拓扑类型 | 特点 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 环形 | 自愈时间<50ms，保护倒换 | 城域核心网 |
| 链状 | 简单经济，无保护 | 接入层 |
| 网状 | 多路径冗余，智能路由 | 骨干网 |
| 树形 | 层级扩展，带宽逐级分配 | 数据中心互联 |
多层协议栈
- 光层：处理波长路由、功率均衡（OSNR>20dB）
- OTUk层：封装光信号，支持FEC前向纠错（BER=1e-15）
- ODUk层：数字包封，添加开销字节（如OTUk→ODUk映射）
- 光通路层：通过GCC/GMPLS协议实现智能光路调度
关键技术指标
- 色散补偿：DCM模块补偿1600km·nm级累积色散
- 非线性抑制：采用RZ调制降低SPM效应，入纤功率<+5dBm
- PMD补偿：一阶PMD容限>0.1ps/√km，需DGD补偿模块
- OSNR要求：Q因子>7对应OSNR≥20dB（10Gbps系统）
典型组网方案
- IP over DWDM：路由器直连OTU，支持MPLS-TE流量工程
- OTN over DWDM：增加ODUk交叉，提供CESoR等时钟同步
- 弹性光网络：基于SDN控制器动态调整频谱资源，频谱效率>0.8bit/Hz
问题与解答专栏
Q1：为什么现代光网络普遍采用单模光纤而非多模光纤？
A1：单模光纤具有以下优势：① 超低衰减（0.2dB/km vs 3dB/km）② 无模式色散③ 支持波分复用（单纤40+波长）④ 更适合长距离传输，虽然多模光纤的芯径大易耦合，但其模间色散限制了传输距离和速率,仅适用于短距场景。
