传送网OXC技术的原理及应用实践

黄 洋

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210000）

0 引 言

分析目前的技术应用实践会发现光传送网的可重构的光分插复用器（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，ROADM）光层网具有复杂性特征，且该网络的板卡种类较多，同时存在着架内连纤复杂等显著问题。如果这些问题得不到解决，则光传送网的实际应用效果会大打折扣，因此需要积极地讨论如何处理与解决实际问题。

光交叉连接（Optical Cross-Connect，OXC）技术的应用能够很好地解决上述问题，基于该技术的研究及其对网络架构演进的分析探讨对改变现有网络应用现状具有突出的现实意义。积极地分析讨论传送网OXC技术原理，并分析其应用实践，以实现更多的现实价值。

1 OXC技术概述

1.1 OXC技术形成过程

OXC技术在目前的实践中获得了有效应用且表现出其成熟性。结合分析目前的实践会发现OXC技术的成熟与ROADM有着密切的关系。ROADM技术通过对波长的阻塞或者交叉实现了波长的重构，由此实现了将静态波长资源分配变为灵活的动态分配[1]。分析ROADM技术的应用可知其场景具有固定性，且整体应用能力也存在着一定的限制。在肯定了ROADM技术的基础上，研究人员立足实践开始研究更具实效性的技术，由此出现了基于ROADM技术的OXC技术。OXC技术应用过程如图1所示。

图1 OXC技术

1.2 OXC技术优势

通过具体使用OXC技术可知其存在着明显的应用优势。一是可以解决网络间的信息耦合，能够实现颗粒业务交换效率的极大提升[2]。二是具备更加灵活的全光交换方式以及超大容量、超低时延的传输能力，不仅能够实现高集成度、单板即插即用的全光交换，而且能够解决目前光传输中的诸多问题。三是架构设计简单，有效地降低了应用过程中的运维难度，实现了成本的节约。

2 OXC的关键技术

分析OXC技术的具体应用可知，在实践中要充分发挥OXC技术的优势，就必须要掌握其关键技术，这样才会使应用实效更加突出。以下基于实践总结出对OXC技术应用具有突出作用的OXC关键技术。

2.1 全光背板技术

全光背板技术是OXC的关键技术之一，明确此种技术的内容并分析讨论其应用，有助于指导实践。在目前的实践中，全光背板技术的利用主要表现在光交叉连接矩阵功能模块，该模块是OXC的核心部分，其在OXC系统中充当的是光信号的调度中心。基于作用发挥，在模块设计实践中要将尽可能多的调度维度与尽可能灵活的业务调度作为重要考虑问题[3]。在目前的应用实践中，光交叉连接矩阵功能模块的建设主要有两种方案，分别是光纤盒的波长调度与全光背板的波长调度。对比两种调度方案的相应数据发现相较于光纤盒的波长调度，全光背板技术的波长调度各方面性能更加优越。

具体分析全光背板技术的波长调度方案会发现通过在背板上封装高密度的互联光纤可以实现OXC系统中所有光信号的集中交换、传输以及连接。在实践中为了满足电信级的应用，全光背板的制作需要有明确的要求。以当前的要求来看，全光背板技术的制作需要将全光互联、高可靠、低插损以及接口防尘等作为主要要求和标准。为了满足上述需要，要在全光背板技术的波长调度方案实施过程中引入光线电路印刷技术与高密度光连接技术[4]。分析与讨论全光背板技术的实际情况，并加强对其研究和应用，对提升OXC技术应用实效有巨大帮助。全光背板技术应用中的单元管控如图2所示。

图2 全关背板技术应用中的单元管控

2.2 数字化光层技术

在OXC技术的应用实践中，需要重点分析的第二项关键技术是数字化光层技术。其所对应的是OXC概念模型中的管理控制单元模块，对OXC的主动运维能力具有显著影响。在实践中，通过多种技术的配合可以实现对光信息的全程、全网可视化控制，运维难度会显著降低。数字化光层技术主要包括波长跟踪技术和光纤质量监测技术两部分[5]。其中，波长跟踪技术能够赋予波长一个“身份”，然后基于波长的“身份”对其进行追踪，这样可以实现对波长的全程跟踪。不同波长所负责的业务不同，通过追踪波长可以掌握不同的业务开展情况，对更好地了解技术应用效果具有突出的现实价值。光纤质量监测技术的主要作用是通过在光信道监控模块中的集成光纤质量监控单元，将光时域反射仪（Optical Time-Domain Reflectomete，OTDR）探测信号调制在光监控信号中，可以实现OTDR与操作转换箱同波长传输，并实现在线零插损OTDR检测。在检测工作实施的过程中，主光路的业务开展不会受到具体的影响。

2.3 高维度波长选择开关技术

在OXC技术的应用实践中，第三项需要重点强调的关键技术是高维度波长选择开关（Wavelength Selector Switch，WSS）技术。光交换的本质是实现光信号的重构，具体指的是光支路单元通过端口输入的波长信号灵活交换到任意一个光线路端口输出，可调度维度的高低是光信号重构能力衡量的重要指标[6]。WSS技术主要包括光线路WSS和光支路WSS两部分内容。为了达到多维度业务自由交换的目的，光线路侧需要具备高维度光信号重构的能力。目前的实践应用中，光信号重构的方案比较多，如所使用的硅基液晶和微机电系统等都属于光信号重构系统，而且硅基液晶在光信号重构中具有明显的优势。为了满足全场景的应用，OXC光支路单元需要具备无色、无方向以及无阻塞的光信号上下能力[7]。目前，业界有不少的方案，且不同的方案在实践应用中呈现出不同的优势，结合实际需要利用表现出优势的光支路WSS对开展实践工作具有巨大帮助。

3 OXC技术的应用实践

OXC技术在现阶段的应用中产生了巨大的效益，因此积极地讨论OXC技术的应用实践非常必要。从现阶段掌握的资料来看，OXC技术的应用主要表现在以下几个方面。

3.1 整合已有密集型光波复用网络

在整合已有波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）方面，OXC技术表现出较好的效果。密集型光波复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）在电信市场上的应用是从具有点到点特征的DWDM系统开始的。随着技术的成熟，具有上下固定波长的光分插复用器（Optical Add-DropMultiplexer，OADM）链路系统获得了应用，且具有上下随意波长的OADM链路系统、DWDM环形网络等皆获得了使用。DWDM环形网络具有比较好的保护性，可以在诸多场合实现大范围的使用。在DWDM技术不断成熟和系统造价持续性降低的大环境下，接入网络和城域网络会逐渐地采用各种拓扑的DWDM系统[8]。基于已有设备、系统和网络的充分利用考虑，可以使用ZXOXC节点互联已有的系统或者网络，网络的灵活性与生存性因此会获得极大提升，网络也可以实现平滑升级。在DWDM系统的具体使用中会产生比较多的可应用系统，在可应用系统的整合中，如果实现已有系统或者是网络的利用，系统整合的工作量会明显减少，且系统本身的整体性以及灵活性也会极大提升。

3.2 应用于多方向的OADM节点

OXC技术在多方向的OADM节点利用中也能够发挥出巨大的价值[9]。在目前的社会实践中，环形网络引进得到了广泛应用，且随着应用的深化，其互联已经成为一种非常重要的方式。在应用实践中利用合理的配置，ZXOXC可以作为一个多方向的OADM节点在环形网络结构中发挥作用，其具体使用主要体现在两个或者是多个OADM环形网的相互连接中，这样的结构在两环相交的应用实践中可以发挥出巨大作用。

3.3 其他应用

OXC技术除了上述应用之外，在全功能OXC节点方面也有显著的应用。全功能OXC节点的应用主要表现在格形网络节点方面。格形网在干线中比较常见，其能够为格形网络提供强大的保护与恢复能力，以此来实现对骨干网中高容量链路业务的保护。为了达到预期的目标，必须要有功能强大的链路来加强网络节点间的连接能力，与此同时还需要对故障以及业务的开展进行波保护[10]。

4 OXC技术的商用案例

云网融合之后，各DC互联业务增多，扩容需求业务紧急，需实现业务的快速上线。核心局点机房空间、电源、空调配套资源紧张，系统容量不足以维持业务发展。基于以上问题提出了可行的建设方案，核心局点由原来传统的ROADM节点改造为OXC节点，涉及两个核心机房，40个光方向。设备腾退可省电26 800 W，可拆除光层设备72套、机柜20个以及省内部连纤880根。经过改造后的OXC机房改造总体收益效果如表1所示。

表1 OXC机房改造总体收益效果

5 结 论

OXC技术在目前的电信网络应用中发挥着重要的作用，分析与讨论其相关内容进行，明确技术的现实应用特点以及注意事项，对于技术价值的发挥有突出的现实意义。此次的研究主要分为了4个主要部分，第一部分主要阐述的是OXC技术的形成过程以及该技术在应用实践中所表现出来的优势，第二部分阐述的是OXC技术在应用实践中体现出来的关键性技术，第三部分主要分析的是目前实践中OXC技术的应用，最后一部分讨论的是当前社会实践中OXC技术的应用案例。通过4部分的总结可知，在目前的社会实践中，利用OXC技术对机房进行整体改造会获得巨大的收益。