大话光网络（传输网）
1966年，华人科学家高锟发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文，该论文开创性的提出利用玻璃纤维代替导线进行传输，自此拉开了光通信的大门。
在初中物理课上，我们就学习到光在不同介质当中传播的速度是不同的，设真空中的光的传播速度为C，在其他透明介质的传播速度为Cλ，则该物质的折射率为n=C/Cλ。折射率大的介质我们叫做光密物质，折射率小的物质我们叫做光疏物质。光在两种不同的介质交界处会产生折射和反射，如下图所示：
光从光密物质传播到光疏物质，当入射角大于一个临界值的时候，折射光会消失，这时发生了全反射。这就是光纤通信的基本原理，光信号以一定的角度投射到光纤当中，光纤由多层介质包裹，经过多次全反射，最终到达目的地，完成信息传输。
先在的光通信市场可以划为三大类：光通信系统、光器件、光纤光缆。光纤光缆是光通信的介质，研发技术含量不高，主要厂商有康宁、长飞、恒通光电、藤仓等，中国的光纤光缆产量占到了全球的50%左右。由于现在的通信设备都是电子设备，内部的通信信号是电信号，由光纤传递过来的信号是光信号，把光信号转换成电信号、信号衰减了我们需要进行放大等，完成这部分功能的器件我们叫做光器件。该部分技术含量较高，主要厂家有Finisar、Avago、JDSU，以及国内唯一进入全球前五的光迅科技，国内厂家实力相对薄弱，以光模块为例，100G的商用高速光模块基本依靠进口。利用光信号进行数据传输的设备我们叫做光通信系统，设备厂家采购通用的器件、芯片，设计和制造光通信设备，其中高端芯片主要依靠进口，中低端芯片国内厂商可以自给。主要厂商有华为、中兴、诺基亚、讯远通信、烽火通信，占据了全球80%以上的份额。光通信设备从最早的PDH演进到SDH，WDM到OTN，以及现在承载网使用的PTN/IPRAN、接入PON网络，该部分是本文介绍的重点内容。
PDH：准同步数字系列（Plesiochronous Digital Hierarchy），在数字通信系统中传输的都是数字化的脉冲序列，设备之间保持速率一致的过程我们叫做同步，时钟的精度在可接收的范围内，我们叫做准同步。客户的低速信号进入系统，相同低速信号复用成高速信号进行传输，到另外一端进行解复用，再传给客户。PDH没有一个统一的世界性标准（北美1.5Mbps，日本1.5Mbps和6.3Mbps、欧洲2Mbps），造成国际通信困难，不利于通信发展。
SDH：同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy），SDH 规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性，提供了一个在国际上得到支持的框架，在此基础上就可以发展并建成一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。它将E1信号（2Mbit）复用到STM-N（STM-N=N*63*E1,N=1/4/14/64）当中，它能与现有的PDH兼容，易扩展。无论是SDH还是PDH都是时分复用TDM，就是将一个标准时长（1秒）分成若干段小的时间段（8000），每一个时间段（1/8000=125us）传输一路信号。这样的好处是信息传输可靠，时延低。无论该时段是否有客户数据，通道都为客户预留，是以牺牲链路资源实现的。后来为适配以太网业务，SDH客户侧可以接入以太网信号，这就是MSTP（Multi-Service Transfer Platform：多业务传送平台）。
WDM:波分复用（Wavelength Division Multiplexing），在一根光纤上传输不同波长的信号，扩宽了信道，复用的速率为2.5Gbit、10Gbit，中间还有进行信号补偿的OA放大器，使得远距离、大容量通信成为可能。WDM在设计之初没有加入管理信道，通信波道划分之后全程都要求是同一波道，除非经过了高速段（光再生段），才能更换波道。针对以上缺点，OTN应运而生。
OTN：光传送网(OpticalTransportNetwork）,OTN是在WDM的基础上添加了管理信号OAM、灵活的调度（光层、电层调度），规定了统一大小的传输单元，根据需求提高发送频率、完善的保护方式等。
PTN/IPRAN：介绍这两种设备之前我们现介绍一下MPLS（多协议标签交换，Multi-Protocol Label Switching）协议，在mac头部和ip头部中间插入了标签，标签可以多层嵌套（各个厂家处理的可能不同，有的是将客户过来的数据全部当成载荷，在外层添加自己的mac头部和标签，客户的数据从进入到出运营商的MPLS网络连mac都不会发生变化，这就是透明传输）。以标签代替IP进行数据转发，定义了CE(客户侧设备)、PE（MPLS网络边缘设备）、P（MPLS核心设备）。对数据有三种动作：当数据从CE设备传递给PE设备时，将标签压入（PUSH），经过中间P节点进行标签交换（SAWP），当数据到达另外一端的PE设备时将标签弹出（POP）。
是的无论是PTN还是IPRAN都是以采用的MPLS技术，那么两种设备构成的静态网络和动态网络有什么不同呢？我认为最大的不同在于两者对标签分发的方式不同。静态网络中利用网管，采用手工分发标签；而动态网络则是依靠设备间的协议（RSVP、LDP）来进行标签分发，如果数据的传递为A—>B，那么B是A的下游（Downstream），A是B的上游（Upstream），要注意的是标签分发的方向与数据传递的方向相反，总是下游给上游分配标签。
运营商为什么会选择MPLS进行数据传输呢，相比与以太网有哪些优势？
MPLS控制平面采用无连接，传输平面采用面向连接，可靠性高。能严格约束路由，对数据QOS可以进行映射调度，使得流量工程成为可能。支持多种网络技术，使得各种不同的网络层传输技术可以统一在同一MPLS平台。下面以LTE回传业务为例，现网如何部署一张MPLS网络：
网络拓扑：运营商网络承载的业务主要是无线（2G、4G）回传业务、集客专线、OLT（家庭宽带业务，流量大一般采用裸纤或OTN接入），现在网络中的主要流量是LTE回传业务。手机用户访问无线基站（eNodeB），无线基站上联GE端口到MPLS网络，再通过MPLS网络连接到核心网（LTE核心网（EPC）主要有三类设备：MME，进行信令控制；SGW，处理用户数据；OMC，管理无线基站）。LTE业务定义了两种连接：S1，访问核心网的流量；X2，基站之间互通的流量。该业务的流量特点就是下载的数据多（访问核心网）；X2主要用于相邻基站的切换和互通，这种流量较小。由于这种业务特点，MPLS网络采取层次化的网络拓扑：接入、汇聚、核心，便于网络扩展。每个层次的拓扑形成环网和上层网络进行嵌套。接入层带宽1G、10G，汇聚核心层从10G、40G到100G，汇聚核心节点之间根据距离原理采取裸纤或OTN进行承载。以上是我从业以来的经验和总结，因笔者知识水平有限，文中有误的地方，欢迎各位专家批评指正。
易飞扬知识分享——光通信是如何实现的？
随着科技发展，人们生活方式在通信方面有了巨大的改变，从原来的无线电通信到有线通信，再到现在的光通信。光通信因为传输频带宽、通信容量大;传输损耗低、中继距离长等等优点被广泛应用。那么光通信究竟是怎样实现的呢?
历史上光通信的第一次实现
通信史上，波波夫发送与接收第一封无线电报是在1896年，而以发明电话而著名的贝尔，在1876年发明了电话之后，就想到利用光来通电话的问题。1880年，他利用太阳光作光源，大气为传输媒质，用硒晶体作为光接收器件，成功地进行了光电话的实验，通话距离最远达到了213米。
光通电话实验中，贝尔用弧光灯或者太阳光作为光源，光束通过透镜聚焦在话筒的震动片上。当人对着话筒讲话时，震动片随着话音震动而使反射光的强弱随着话音的强弱作相应的变化，从而使话音信息“承载”在光波上(这个过程叫调制)。在接收端，装有一个抛物面接收镜，它把经过大气传送过来的载有话音信息的光波反射到硅光电池上，硅光电池将光能转换成电流(这个过程叫解调)。电流送到听筒，就可以听到从发送端送过来的声音了。
然而，贝尔提出的光通信对于环境的要求比较高。传播过程中，可靠持续的光源和稳定的空气介质严重影响光信息的传输。真要用光来通信，必须要解决两个最根本的问题：一是必须有稳定的、低损耗的传输媒质;另一个问题是必须要找到高强度的、可靠的光源。在此后的几十年中，由于这两项关键技术没有得到解决，光通信就一直没有了新的进展。
实验室巧合促进 光通信最重要器件出现
“光是沿直线传播的”这个定律是早在十四世纪元代天文数学家赵友钦设计的小孔成像实验就得到了严谨的验证。而1870年，英国物理学家廷德尔却在实验中观察到了光沿着曲线传播了。在一次实验中，把光照射到盛水的容器内，从出水口向外倒水时，光线也沿着水流传播，出现弯曲现象，这好象不符合光只能直线传播的定律。而且还发现光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输，光也顺着弯曲的玻璃棒前进。这是为什么呢?难道光线不再直进了吗?这些现象引起了丁达尔的注意，经过他的研究，发现这是光的全反射作用，即由于水等介质密度由于比周围的物质(如空气)大，即光从水中射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回水中。
后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝，当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。这就有了光纤的雏形。随后1966年，英籍、华裔学者高锟博士(K.C.Kao)在PIEE 杂志上发表论文《光频率的介质纤维表面波导》，从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性，并预言了制造通信用的超低耗光纤的可能性。从这以后光通信世界的大门被完全推开。
光通信原理
其实，光通信就是一种以光作为信息载体而实现通信的方式。目前由于科技局限，我们的信息主要是以电信号的方式存在，在实现光通信时，首先要将电信号转换为光信号，通过光纤光缆传输后再将光信号转换成电信号应用，达到信息传递的目的。
最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。
其中数据源包括所有的信号源，它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号;光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，由于光波在不同光纤里传输是衰减不同的特性筛选传输光波，目前用过的光波窗口有0.85μm、1.31μm和1.55μm;光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等;光学接收机则用于接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。
光通信现状
基于光通信传输频带宽、通信容量大、传输损耗低、中继距离长等等优点，未来传输网络的最终目标成为构建全光网络，在接入网、城域网、骨干网完全实现“光纤传输代替铜线传输”。
其中，骨干网是对速度、距离和容量要求最高的一部分网络，其基本思想是在过去的光传输网络上引入智能控制平面，从而实现对资源的按需分配;而城域网将会成为运营商提供带宽和业务和瓶颈，同时，城域网也将成为最大的市场机遇;对接入网来说，FTTH(光纤到户)是一个长远的理想解决方案。FTTx的演进路线将是逐渐将光纤向用户推近的过程，即从FTTN(光纤到小区)到FTTC(光纤到路边)和FTTB(光纤到公寓小楼)乃至最后到FTTP(光纤到驻地)，当然这将是一个很长的过渡时期。
骨干网和城域网已经基本实现了全光化，部分网络发展较快的区域，也实现了部分的接入层的光进铜退。
今天，光通信技术已经很成熟，光纤通信已是各种通信网的主要传输方式，光纤通信在信息高速公路的建设中扮演着至关重要的角色。我国在光通信方面，得益于三网融合、提速降费等一系列政策增加了光通信设备的大量需求，随着宽带中国战略进程的推进，国内三大电信运营商加快光网城市建设的步伐，我国光通信产业目前呈现出了高速增长的态势。
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