摘要:最近几年,光网络技术发展日新月异,光交叉连接(OXC)作为光网络层的核心设备在经过一系列的现场试验后,技术日趋成熟,已能看到实用化的曙光。本文主要从系统设备、器件、OXC恢复、光网络的管理以及未来的发展几方面谈谈自己的看法。 &isKU8n
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关键词:光传送网 光交叉连接 光分插复用 恢复算法 MT7B'hd
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1、OXC系统设备 S+#|j
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OXC是WDM光传送网(OTN)的核心技术,也是近几年光传送网研究中的热点,据LIGHTWAVE报道,国际上一些知名大公司如:ALCATEL、CIENA、QTERA、SIEMENS、TELLIUM、CISCO等均推出了各具特色的OXC或波长路由产品,近来一些大型国际通信展上也经常可以见到其展览设备。 a{@}vZx>3
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在OXC研究方面,国内起步较晚,前几年主要由几所著名高校(清华、北大、上海交大、北邮)在国家“863”计划和国家自然科学基金的资助下在这方面进行了一些开创性的工作,取得了一些阶段性的研究成果,积累了一些经验。近两年,国家“863”计划启动中国高速信息示范网(CAINONET)项目,国内几家大的通信设备制造厂家(如烽火、大唐、中兴等)积极开展OXC、OADM设备研制,极大地提高了我国光交叉连接设备(OXC)的研究水平。通过现场联试和试验,在系统与网络间的兼容性、设备的互操作性、OXC设备的级联特性、系统的保护恢复能力、组网通力、网络管理等方面取得了不少成功的经验,极大地缩短了与国际水平的差距。 }8POm#
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(1)OXC设备分类 QZtQogNy#
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就OXC设备而言,目前主要有以下三种:一种是基于光纤级的交叉连接(FXC),我们可以理解为具有交叉能力的光配线架(ODF),或称为智能光配线架,是OXC的初级阶段,有一定市场需求,缺点是设备本身独立组网能力差。另两种是基于波长级交叉的OXC,根据应用场合的不同分为波长选择叉连接(WSXC)和波长可交换交叉连接(WIXC)。WIXC主要针对骨干网应用,承载业务一般是STM-16/OC-48或STM-64/OC-192甚至STM-256/OC-768,节点内使用O/E/O波长转换器,以实现大容量、长距离传输,交叉矩阵既可以由光交叉完成,也可用电交叉实现,特别是随着半导体技术的发展,电交叉芯片规模越来越大(目前单片可达160Gbit/s,交叉颗粒更小),而光交叉由于受技术、成本等因素的制约,基于电交叉的OXC也会有一定的发展空间。WIXC的优点是技术成熟,性能有保证,可以实现严格无阻塞的波长交换,可实现波长重用,提供虚波长路由(VWP),缺点是系统透明性较差、由于大量使用O/E/O波长转换器,价格昂贵,但在目前情况下,仍不失为一种比较实际的解决方案。另一种是基于本地网或城域网应用的波长选择叉连接设备(WSXC),节点内一般不使用或部分使用O/E/O波长转换器,以兼容多速率、多业务,节点内光交叉矩阵可由若干个较小规模的光开关构成,在目前大规模的光交叉矩阵技术未完全成熟、价格太高的情况下,WSXC更具有现实意义。需要注意的是,在由WSXC或OADM组成的光网络中,要禁止产生波长环路,以免引起自激,造成系统不稳定;而OXC将来的发展方向是支持全业务的透明全光网,这有赖于全光波长转换和全光3R再生的实用化。表1是WIXC和WSXC比较。 ,ryL("G
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表1 WIXC和WSXC比较 xH&hs$=
项目 WSXC WIXC I~:gi@OVV
透明性 好 不好 v+I-*,R
光通道 波长路由(WP) 虚波长路由(VWP) =~k
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阻塞特性 可重构无阻塞 严格无阻塞 ""Da2Md
性能 与传输距离和所经过 有保证 6T4I,XrY_F
的节点数有关 ~USt&?
光信道功率均衡 需要,光层实现 可通过调整O/E/O输出 9Msy=qvYG
光功率实现 TL)*onA9
成本阶段 较低 高 9}u,`&
适应场合 本地网或城域网 骨干网 FJ-H
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(2)OXC设备的主要功能、特点 Fs].Fa
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基于OXC、OADM构成的光传送网,可以在光域上实现高速信息的传输、交换和故障恢复,具有结构简单、可靠性高、透明性好等突出优点。尤其是OXC设备,通过对指定波长进行交叉互连,使得OXC在WDM全光网络中更具应用价值。在发生光纤中断或节点失效时,OXC能够自动完成故障隔离、路由重选等操作,使业务不致不断,当业务发展需要对网络结构进行调整时,OXC可以简单地完成网络的升级和调度。目前OXC主要提供如下功能。 #c5jCy}n
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·光层的保护和恢复,包括环网/格状网(RING/MESH)的保护和恢复; tAF?.\x"g
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·端到端光通道业务的指配(网络级交叉); BHf$ %?3z,
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·网络优化和恢复算法; u '7h(1@
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·动态带宽管理,按需分配带宽; ATl?./T u
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·多种业务接入能力; xEp?|Q$
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·光信道自动均衡; o87kF!x
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·色散管理; aL( hWE
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·光传送网OCH/OMS/OTS三层模型的网络管理系统,具备业务管理能力; p,goYF??
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·兼顾骨干网、城域网、本地网应用。 oojl"j4
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(3)主要技术难点 -}9^$}PR
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目前OXC设备研制中碰到的主要难点有以下几点:一是如何解决系统透明性与长距离传输的矛盾,虽然目前可以通过采用拉曼(RAMAN)光放大技术和前向纠错编码技术(FEC)延伸传输距离,但根本出路还在于全光波长转换技术及全光3R再生技术的实用性;二是由于受光器件的制约,特别是大规模的光交叉矩阵开关的制约(技术、成本的制约),系统的规模和灵活性不够理想。理论上讲,只要光交叉矩阵的规模足够大,OXC、OADM也完全可以像电层的DXC和SDH ADM一样,实现不同速率等级上的任意交叉和上下,最起码可实现类似于SDH中的AU-4高阶全交叉;三是在OXC性能监测,尤其是光通道层(OCH)的性能监测方面实现起来代价较高,主要是需要监测的点太多而客户层(OCH层)业务又具有多样性(如速率、信号格式不同),需要对不同类型的业务根据其特征分别处理,目前,ITU-T G.709数字包封技术(Digital wrapper)可为这一问题提供统一的解决方法,应引起重视;四是如何抑制串扰,由于光器件的隔离度不可能无限高(如解复用器、光开关),波长通道间存在带间串扰,在由OXC/OADM构成的半动态光网络中,信号被多次交叉连接和反复复用,因此,在与其他波长通道复用时相应转化为其他通道的带内串扰(既同频串扰),并且很难消除。串扰的主要来源还包括光放大器ASE噪声及光纤的非线性等,在动态/半动态光网络中,还要考虑由于光放大器级联带来的瞬态响应;五是在网络管理方面,按照ITU-T光传送网的分层结构(G.872),光传送网的网元管理系统一般按光通道层(OCH)、光复用段层(OMS)、光传送层(OTS)三层设计,具备ECC通信和四大管理功能,但具体细节还不够详细,很多内容有待进一步研究和规范。 @kqxN\DE
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2、器件 L%T(H<