基于WDM的航空电子全光网络技术研究

摘要

航空电子技术的迅猛发展，对航电网络的传输速率、可靠性、生存性等性能提出了更高的要求。面对挑战，人们逐渐将目光锁定在高宽带、高速率的光纤通信上，并意识到将基于WDM（波分复用）技术和光交换技术的全光网络技术应用于航电网络中，可以大幅度地提高网络的综合性能指标，很好地满足了航电网络的发展需求。
　　本文围绕机载WDM-LAN航电光网络，实现了包含12个用户的双纤单向环网的设计与仿真，包括物理层的硬件电路和网络层的波长路由。论文首先阐述了全光网络的研究意义与优势特点，并指出了实现全光网络的两个关键性技术：光复用技术与光交换技术。然后依次对频分复用、光空分复用、光时分复用，尤其是波分复用四种光复用技术进行了介绍。接着重点阐述了光交换技术其中之一的光分插复用（OADM）技术，并分别对OADM的两种类型即固定型OADM和可重构性OADM进行了详细介绍，选择第三代ROADM——WSS（波长选择开关）技术作为仿真网络中交换节点的技术方案，并通过仿真软件平台搭建了一个WSS模块，用于实现波长信号的交换。通过对五种网络拓扑结构的分析讨论，并考虑网络的成本与可扩展性，采用4×3环网结构作为仿真实现的光网络的拓扑结构。论文重点研究了路由及波长分配问题，由于网络波长资源的有限性，提出了两种最少波长算法，即平均法和割集法。然后根据波长分配算法——图形法，为4×3环网结构进行了合理的路由及波长分配。最后利用仿真软件VPI Transmission Maker对4×3环网系统进行搭建与仿真分析，并根据仿真测试结果，对网络性能进行评估与优化。
　　本论文所研究的内容，在实际的实验工作中已取得了一些成果，对服务于航空电子网络有一定的借鉴作用。不过所研究的内容也存在一定的局限性和一些不足。比如本文仅仅对网络的控制方式进行了简单介绍，并没有做深入研究；路由波长分配也存在问题，若网络用户数增多，结构更加复杂，固定备选路由算法将不再适用；此外，论文中并没有对网络的保护倒换技术进行研究。工作中的这些不足与局限，为我之后的研究工作指明了方向，我将为完善WDM光网络而继续深入研究。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2论文结构安排

第二章 航电全光网络

2.1光网络中的复用技术

2.2波分复用技术概述

2.3光交换技术

2.4本章小结

第三章 网络拓扑结构

3.1拓扑结构类型

3.2 WDM-LAN环型网络

3.3WDM-LAN 12节点环网结构

3.4本章小结

第四章 网络控制及路由波长分配

4.1网络控制方式

4.2路由波长分配

4.3路由波长分配算法

4.4本章小结

第五章 4×3环网仿真分析

5.1 4×3环网交换节点设计

5.2仿真分析

5.3本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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