黃 洋

（中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

分析目前的技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐會(huì)發(fā)現(xiàn)光傳送網(wǎng)的可重構(gòu)的光分插復(fù)用器（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，ROADM）光層網(wǎng)具有復(fù)雜性特征，且該網(wǎng)絡(luò)的板卡種類較多，同時(shí)存在著架內(nèi)連纖復(fù)雜等顯著問(wèn)題。如果這些問(wèn)題得不到解決，則光傳送網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用效果會(huì)大打折扣，因此需要積極地討論如何處理與解決實(shí)際問(wèn)題。

光交叉連接（Optical Cross-Connect，OXC）技術(shù)的應(yīng)用能夠很好地解決上述問(wèn)題，基于該技術(shù)的研究及其對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的分析探討對(duì)改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀具有突出的現(xiàn)實(shí)意義。積極地分析討論傳送網(wǎng)OXC技術(shù)原理，并分析其應(yīng)用實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)更多的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 OXC技術(shù)概述

1.1 OXC技術(shù)形成過(guò)程

OXC技術(shù)在目前的實(shí)踐中獲得了有效應(yīng)用且表現(xiàn)出其成熟性。結(jié)合分析目前的實(shí)踐會(huì)發(fā)現(xiàn)OXC技術(shù)的成熟與ROADM有著密切的關(guān)系。ROADM技術(shù)通過(guò)對(duì)波長(zhǎng)的阻塞或者交叉實(shí)現(xiàn)了波長(zhǎng)的重構(gòu)，由此實(shí)現(xiàn)了將靜態(tài)波長(zhǎng)資源分配變?yōu)殪`活的動(dòng)態(tài)分配[1]。分析ROADM技術(shù)的應(yīng)用可知其場(chǎng)景具有固定性，且整體應(yīng)用能力也存在著一定的限制。在肯定了ROADM技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究人員立足實(shí)踐開(kāi)始研究更具實(shí)效性的技術(shù)，由此出現(xiàn)了基于ROADM技術(shù)的OXC技術(shù)。OXC技術(shù)應(yīng)用過(guò)程如圖1所示。

圖1 OXC技術(shù)

1.2 OXC技術(shù)優(yōu)勢(shì)

通過(guò)具體使用OXC技術(shù)可知其存在著明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。一是可以解決網(wǎng)絡(luò)間的信息耦合，能夠?qū)崿F(xiàn)顆粒業(yè)務(wù)交換效率的極大提升[2]。二是具備更加靈活的全光交換方式以及超大容量、超低時(shí)延的傳輸能力，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高集成度、單板即插即用的全光交換，而且能夠解決目前光傳輸中的諸多問(wèn)題。三是架構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，有效地降低了應(yīng)用過(guò)程中的運(yùn)維難度，實(shí)現(xiàn)了成本的節(jié)約。

2 OXC的關(guān)鍵技術(shù)

分析OXC技術(shù)的具體應(yīng)用可知，在實(shí)踐中要充分發(fā)揮OXC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就必須要掌握其關(guān)鍵技術(shù)，這樣才會(huì)使應(yīng)用實(shí)效更加突出。以下基于實(shí)踐總結(jié)出對(duì)OXC技術(shù)應(yīng)用具有突出作用的OXC關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 全光背板技術(shù)

全光背板技術(shù)是OXC的關(guān)鍵技術(shù)之一，明確此種技術(shù)的內(nèi)容并分析討論其應(yīng)用，有助于指導(dǎo)實(shí)踐。在目前的實(shí)踐中，全光背板技術(shù)的利用主要表現(xiàn)在光交叉連接矩陣功能模塊，該模塊是OXC的核心部分，其在OXC系統(tǒng)中充當(dāng)?shù)氖枪庑盘?hào)的調(diào)度中心。基于作用發(fā)揮，在模塊設(shè)計(jì)實(shí)踐中要將盡可能多的調(diào)度維度與盡可能靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度作為重要考慮問(wèn)題[3]。在目前的應(yīng)用實(shí)踐中，光交叉連接矩陣功能模塊的建設(shè)主要有兩種方案，分別是光纖盒的波長(zhǎng)調(diào)度與全光背板的波長(zhǎng)調(diào)度。對(duì)比兩種調(diào)度方案的相應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)相較于光纖盒的波長(zhǎng)調(diào)度，全光背板技術(shù)的波長(zhǎng)調(diào)度各方面性能更加優(yōu)越。

具體分析全光背板技術(shù)的波長(zhǎng)調(diào)度方案會(huì)發(fā)現(xiàn)通過(guò)在背板上封裝高密度的互聯(lián)光纖可以實(shí)現(xiàn)OXC系統(tǒng)中所有光信號(hào)的集中交換、傳輸以及連接。在實(shí)踐中為了滿足電信級(jí)的應(yīng)用，全光背板的制作需要有明確的要求。以當(dāng)前的要求來(lái)看，全光背板技術(shù)的制作需要將全光互聯(lián)、高可靠、低插損以及接口防塵等作為主要要求和標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足上述需要，要在全光背板技術(shù)的波長(zhǎng)調(diào)度方案實(shí)施過(guò)程中引入光線電路印刷技術(shù)與高密度光連接技術(shù)[4]。分析與討論全光背板技術(shù)的實(shí)際情況，并加強(qiáng)對(duì)其研究和應(yīng)用，對(duì)提升OXC技術(shù)應(yīng)用實(shí)效有巨大幫助。全光背板技術(shù)應(yīng)用中的單元管控如圖2所示。

圖2 全關(guān)背板技術(shù)應(yīng)用中的單元管控

2.2 數(shù)字化光層技術(shù)

在OXC技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐中，需要重點(diǎn)分析的第二項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)字化光層技術(shù)。其所對(duì)應(yīng)的是OXC概念模型中的管理控制單元模塊，對(duì)OXC的主動(dòng)運(yùn)維能力具有顯著影響。在實(shí)踐中，通過(guò)多種技術(shù)的配合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光信息的全程、全網(wǎng)可視化控制，運(yùn)維難度會(huì)顯著降低。數(shù)字化光層技術(shù)主要包括波長(zhǎng)跟蹤技術(shù)和光纖質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)兩部分[5]。其中，波長(zhǎng)跟蹤技術(shù)能夠賦予波長(zhǎng)一個(gè)“身份”，然后基于波長(zhǎng)的“身份”對(duì)其進(jìn)行追蹤，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)波長(zhǎng)的全程跟蹤。不同波長(zhǎng)所負(fù)責(zé)的業(yè)務(wù)不同，通過(guò)追蹤波長(zhǎng)可以掌握不同的業(yè)務(wù)開(kāi)展情況，對(duì)更好地了解技術(shù)應(yīng)用效果具有突出的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。光纖質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要作用是通過(guò)在光信道監(jiān)控模塊中的集成光纖質(zhì)量監(jiān)控單元，將光時(shí)域反射儀（Optical Time-Domain Reflectomete，OTDR）探測(cè)信號(hào)調(diào)制在光監(jiān)控信號(hào)中，可以實(shí)現(xiàn)OTDR與操作轉(zhuǎn)換箱同波長(zhǎng)傳輸，并實(shí)現(xiàn)在線零插損OTDR檢測(cè)。在檢測(cè)工作實(shí)施的過(guò)程中，主光路的業(yè)務(wù)開(kāi)展不會(huì)受到具體的影響。

2.3 高維度波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)技術(shù)

在OXC技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐中，第三項(xiàng)需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的關(guān)鍵技術(shù)是高維度波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)（Wavelength Selector Switch，WSS）技術(shù)。光交換的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的重構(gòu)，具體指的是光支路單元通過(guò)端口輸入的波長(zhǎng)信號(hào)靈活交換到任意一個(gè)光線路端口輸出，可調(diào)度維度的高低是光信號(hào)重構(gòu)能力衡量的重要指標(biāo)[6]。WSS技術(shù)主要包括光線路WSS和光支路WSS兩部分內(nèi)容。為了達(dá)到多維度業(yè)務(wù)自由交換的目的，光線路側(cè)需要具備高維度光信號(hào)重構(gòu)的能力。目前的實(shí)踐應(yīng)用中，光信號(hào)重構(gòu)的方案比較多，如所使用的硅基液晶和微機(jī)電系統(tǒng)等都屬于光信號(hào)重構(gòu)系統(tǒng)，而且硅基液晶在光信號(hào)重構(gòu)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。為了滿足全場(chǎng)景的應(yīng)用，OXC光支路單元需要具備無(wú)色、無(wú)方向以及無(wú)阻塞的光信號(hào)上下能力[7]。目前，業(yè)界有不少的方案，且不同的方案在實(shí)踐應(yīng)用中呈現(xiàn)出不同的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合實(shí)際需要利用表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)的光支路WSS對(duì)開(kāi)展實(shí)踐工作具有巨大幫助。

3 OXC技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

OXC技術(shù)在現(xiàn)階段的應(yīng)用中產(chǎn)生了巨大的效益，因此積極地討論OXC技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐非常必要。從現(xiàn)階段掌握的資料來(lái)看，OXC技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1 整合已有密集型光波復(fù)用網(wǎng)絡(luò)

在整合已有波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）方面，OXC技術(shù)表現(xiàn)出較好的效果。密集型光波復(fù)用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）在電信市場(chǎng)上的應(yīng)用是從具有點(diǎn)到點(diǎn)特征的DWDM系統(tǒng)開(kāi)始的。隨著技術(shù)的成熟，具有上下固定波長(zhǎng)的光分插復(fù)用器（Optical Add-DropMultiplexer，OADM）鏈路系統(tǒng)獲得了應(yīng)用，且具有上下隨意波長(zhǎng)的OADM鏈路系統(tǒng)、DWDM環(huán)形網(wǎng)絡(luò)等皆獲得了使用。DWDM環(huán)形網(wǎng)絡(luò)具有比較好的保護(hù)性，可以在諸多場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)大范圍的使用。在DWDM技術(shù)不斷成熟和系統(tǒng)造價(jià)持續(xù)性降低的大環(huán)境下，接入網(wǎng)絡(luò)和城域網(wǎng)絡(luò)會(huì)逐漸地采用各種拓?fù)涞腄WDM系統(tǒng)[8]。基于已有設(shè)備、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的充分利用考慮，可以使用ZXOXC節(jié)點(diǎn)互聯(lián)已有的系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的靈活性與生存性因此會(huì)獲得極大提升，網(wǎng)絡(luò)也可以實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。在DWDM系統(tǒng)的具體使用中會(huì)產(chǎn)生比較多的可應(yīng)用系統(tǒng)，在可應(yīng)用系統(tǒng)的整合中，如果實(shí)現(xiàn)已有系統(tǒng)或者是網(wǎng)絡(luò)的利用，系統(tǒng)整合的工作量會(huì)明顯減少，且系統(tǒng)本身的整體性以及靈活性也會(huì)極大提升。

3.2 應(yīng)用于多方向的OADM節(jié)點(diǎn)

OXC技術(shù)在多方向的OADM節(jié)點(diǎn)利用中也能夠發(fā)揮出巨大的價(jià)值[9]。在目前的社會(huì)實(shí)踐中，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)引進(jìn)得到了廣泛應(yīng)用，且隨著應(yīng)用的深化，其互聯(lián)已經(jīng)成為一種非常重要的方式。在應(yīng)用實(shí)踐中利用合理的配置，ZXOXC可以作為一個(gè)多方向的OADM節(jié)點(diǎn)在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮作用，其具體使用主要體現(xiàn)在兩個(gè)或者是多個(gè)OADM環(huán)形網(wǎng)的相互連接中，這樣的結(jié)構(gòu)在兩環(huán)相交的應(yīng)用實(shí)踐中可以發(fā)揮出巨大作用。

3.3 其他應(yīng)用

OXC技術(shù)除了上述應(yīng)用之外，在全功能OXC節(jié)點(diǎn)方面也有顯著的應(yīng)用。全功能OXC節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在格形網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方面。格形網(wǎng)在干線中比較常見(jiàn)，其能夠?yàn)楦裥尉W(wǎng)絡(luò)提供強(qiáng)大的保護(hù)與恢復(fù)能力，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)骨干網(wǎng)中高容量鏈路業(yè)務(wù)的保護(hù)。為了達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，必須要有功能強(qiáng)大的鏈路來(lái)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的連接能力，與此同時(shí)還需要對(duì)故障以及業(yè)務(wù)的開(kāi)展進(jìn)行波保護(hù)[10]。

4 OXC技術(shù)的商用案例

云網(wǎng)融合之后，各DC互聯(lián)業(yè)務(wù)增多，擴(kuò)容需求業(yè)務(wù)緊急，需實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速上線。核心局點(diǎn)機(jī)房空間、電源、空調(diào)配套資源緊張，系統(tǒng)容量不足以維持業(yè)務(wù)發(fā)展。基于以上問(wèn)題提出了可行的建設(shè)方案，核心局點(diǎn)由原來(lái)傳統(tǒng)的ROADM節(jié)點(diǎn)改造為OXC節(jié)點(diǎn)，涉及兩個(gè)核心機(jī)房，40個(gè)光方向。設(shè)備騰退可省電26 800 W，可拆除光層設(shè)備72套、機(jī)柜20個(gè)以及省內(nèi)部連纖880根。經(jīng)過(guò)改造后的OXC機(jī)房改造總體收益效果如表1所示。

表1 OXC機(jī)房改造總體收益效果

5 結(jié) 論

OXC技術(shù)在目前的電信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中發(fā)揮著重要的作用，分析與討論其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行，明確技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用特點(diǎn)以及注意事項(xiàng)，對(duì)于技術(shù)價(jià)值的發(fā)揮有突出的現(xiàn)實(shí)意義。此次的研究主要分為了4個(gè)主要部分，第一部分主要闡述的是OXC技術(shù)的形成過(guò)程以及該技術(shù)在應(yīng)用實(shí)踐中所表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)，第二部分闡述的是OXC技術(shù)在應(yīng)用實(shí)踐中體現(xiàn)出來(lái)的關(guān)鍵性技術(shù)，第三部分主要分析的是目前實(shí)踐中OXC技術(shù)的應(yīng)用，最后一部分討論的是當(dāng)前社會(huì)實(shí)踐中OXC技術(shù)的應(yīng)用案例。通過(guò)4部分的總結(jié)可知，在目前的社會(huì)實(shí)踐中，利用OXC技術(shù)對(duì)機(jī)房進(jìn)行整體改造會(huì)獲得巨大的收益。