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光交叉连接设备

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  • 光交叉连接设备是用于光纤网络节点的设备,通过对光信号进行交叉连接,能够灵活有效地管理光纤传输网络,是实现可靠的网络保护/恢复以及自动配线和监控的重要手段。
光交叉连接设备

光交叉连接设备的分类

  • 就光交叉连接设备设备而言,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,是光交叉连接设备的初级阶段,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光交叉连接设备,根据应用场合的不同分为波长选择性交叉连接(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,基于电交叉的光交叉连接设备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性交叉连接设备(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;而光交叉连接设备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。

光交叉连接设备的组成

  • 如图1所示,光交叉连接设备主要由输入部分(放大器EDFA,解复用DMUX),光交叉连接部分(关交叉连接矩阵),输出部分(波长变换器OYU,均功器,复用器),控制和管理部分及其分插复用这五大部分组成。

光交叉连接设备的工作原理

  • 假设上图中输入输出光交叉连接设备设备的光纤数为M,每条光纤复用N个波长。这些波分复用光信号首先进入放大器EDFA放大,然后经解复用器DMUX把每一条光纤中的复用光信号分解为单波长信号(λ1-λN),M条光纤就分解为M*N个单波长光信号。所以信号通过(M*N)*(M*N)的光交叉连接矩阵再控制和管理单元的操作下进行波长配置,交叉连接。由于每条光纤不能同时传输两个相同波长的信号(即波长争用),所以为了防止出现这种情况,实现无阻塞交叉连接,在连接矩阵的输出端每波长通道光信号还需要经过波长变换器OTU进行波长变换。然后再进入均功器把各波长通道的光信号功率控制在可允许的范围内,防止非均衡增益经EDFA放大导致比较严重的非线性效应。最后光信号经复用器MUX把相应的波长复用到同一光纤中,经EDFA放大到线路所需的功率完成信号的汇接。

光交叉连接设备的特点

  • 基于光交叉连接设备、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。尤其是光交叉连接设备设备,通过对指定波长进行交叉互连,使得光交叉连接设备在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,光交叉连接设备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,光交叉连接设备可以简单地完成网络的升级和调度。

光交叉连接设备的功能

  • 1、光层的保护和恢复,包括环网/格状网(RING/MESH)的保护和恢复;

    2、端到端光通道业务的指配(网络级交叉);

    3、网络优化和恢复算法;

    4、动态带宽管理,按需分配带宽;

    5、多种业务接入能力;

    6、光信道自动均衡;

    7、色散管理。

    ?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;

    ?兼顾骨干网、城域网、本地网应用。

光交叉连接设备的发展前景

  • 近年来,随着技术的发展和WDM的规模应用,光网络节点设备的容量越来越大,对网络的生存性提出了更高的要求,光交叉连接设备集传输与交换于一体,具有传输容量大、组网灵活、网络具有可扩展性和可重构性、易于升级、可透明传输各种格式的不同速率等级的信号,能够同时适应用户信号种类和服务种类不断增长的需求等诸多优点,是构成光传送网络(OTN)非常重要的节点设备。

    从应用的角度看,点到点的DWDM组网方式仅是OTN组网的初级阶段,预计下一阶段的市场热点将是能够实现光层业务保护和恢复、配置灵活的光交叉连接设备/OADM,组网主流将是环网、多环网、格状网,而构成环网、多环网、格状网的物理层设备是OADM和光交叉连接设备。

    从技术发展来看,光网络的发展趋势是3T(传输链路、传送节点和业务节点都具有Tbit/s的容量)和2I(集成化Intgration和智能化Intelligent),光交叉连接设备作为光网络的核心设备,兼具T比特传输和T比特交换两大功能,并向集成化和智能化发展。在集成化方面,未来的光交叉连接设备将集电路交换、包交换、波长交换甚至光包交换于一身(也许不应该叫光交叉连接设备),在智能化方面,光交叉连接设备将向智能光网络迈进,如ASON/ASTN、IP/MPLmS。

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