|
對于城域網(wǎng)絡(luò )和長(cháng)途網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，如果光傳送層具有遠程重新配置的能力，則可以極大地降低運營(yíng)成本。運營(yíng)商也已經(jīng)意識到這種潛力，并在最近業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )的招標中加入了對于可重配置光分插復用器(ROADM)以及多維光開(kāi)關(guān)的要求。 對于ROADM這項新技術(shù)的關(guān)注開(kāi)始于電信業(yè)大滑坡之際，當時(shí)，設備商紛紛在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上減少投資。幾乎沒(méi)有幾家公司顧得上認真地研究ROADM帶來(lái)的機會(huì )，而有些公司則爭先恐后地以最快的速度、最低廉的成本補全它們的產(chǎn)品線(xiàn)。不過(guò)值得慶幸的是：我們還可以通過(guò)其它方式來(lái)滿(mǎn)足ROADM這個(gè)新的市場(chǎng)需求。 ROADM是什么? “ROADM”是指一種網(wǎng)絡(luò )元素(或稱(chēng)節點(diǎn))，通過(guò)遠程的重新配置，可以動(dòng)態(tài)上下業(yè)務(wù)波長(cháng)，并且，業(yè)務(wù)波長(cháng)的功率也是可以管理的。圖1是ROADM節點(diǎn)的一個(gè)通用模型，如圖所示， ROADM的組成模塊隨應用的不同而不同。不過(guò)大多數ROADM都具有這里列出的模塊。 ROADM節點(diǎn)的主要功能模塊包括： ●前置和后置光放大器。 ●光業(yè)務(wù)信道(OSC)的生成和終結。 ●波長(cháng)下路。 ●波長(cháng)上路。 ●節點(diǎn)內部聚合信道或單信道的功率監控，可在節點(diǎn)內多處進(jìn)行。 ●可用/不可用和可選波長(cháng)的監測，整個(gè)節點(diǎn)內的光信號的信噪比監測。 ●上下路和直通波長(cháng)的功率/衰減控制。 ●色散補償。 ●前置和后置放大器的增益均衡。 系統集成商所提供的ROADM產(chǎn)品隨應用的不同而不同。從相對廉價(jià)的基本系統到高度靈活的可擴展平臺，系統提供商需要選擇不同的系統結構和不同的下層器件技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)提出的不同的成本和性能要求。 通常，系統集成商采用模塊化結構，以提高ROADM系統的部署效率，他們希望以最低的價(jià)格提供所需要的功能，并提供進(jìn)一步擴展的空間，以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )擴展帶來(lái)的新的需求。 然而，隨著(zhù)配置復雜性的增加，ROADM的控制環(huán)境也因為互通的元素數量增加、器件技術(shù)種類(lèi)的增加和系統功能的物理分布等因素而變得越來(lái)越復雜。 關(guān)鍵光模塊ROADM設計者面臨的主要挑戰有：可選的技術(shù)種類(lèi)太多，而且這些技術(shù)演進(jìn)太快;另外，市場(chǎng)要求ROADM系統必須是支持多項應用的高性?xún)r(jià)比的模塊化系統。 制造ROADM的兩種主要器件技術(shù)分別是基于體塊光學(xué)的波長(cháng)選擇開(kāi)關(guān)(WSS)技術(shù)和基于平面光路(PLC)的集成復用器/解復用器/光開(kāi)關(guān)/可變光衰減器(VOA)和探測器技術(shù)。 在基于WSS技術(shù)的設備中，光性能監測器通常是一個(gè)分立的設備，一般放在一塊單獨的封裝電路中，前面放置一個(gè)N端口的光開(kāi)關(guān)，以便幾個(gè)待測點(diǎn)共享一個(gè)監測器。在這種設備中，只有節點(diǎn)內部能夠相互通信，控制電路的功能才能實(shí)現�；赑LC的設備通常在每一個(gè)信道中集成了一個(gè)功率監測器，這樣就不需要外部的功率監測設備了。不過(guò)，它只在一個(gè)點(diǎn)上提供單信道功率監測，這對控制結構有很大的限制。 由于這些技術(shù)正處于快速演進(jìn)的過(guò)程中，而哪種技術(shù)具有絕對優(yōu)勢還無(wú)法預見(jiàn)，所以系統 集成商必須進(jìn)行模塊化設計，以便以后用新的器件作替換時(shí)，需要重新設計的工作量最小。最后，為了滿(mǎn)足一些性能、容量要求較低，而成本要求較高的需求，控制體系必須在去掉某些器件后仍能正常運行。以上所述不僅對接口的一致性提出了一定程度的要求，而且要求盡可能對下層功能進(jìn)行抽象，以便對其余節點(diǎn)提供統一的接口。 圖2是ROADM節點(diǎn)處的各種嵌入式控制智能。這里的ROADM是基于WSS技術(shù)的。 嵌入式控制包含幾個(gè)不同的控制機制和層次。設計者可以自己集成這些功能，不過(guò)這樣做復雜性和器件成本都很高。 所謂“嵌入式控制智能”，顧名思義，它的控制電路對于電路組件和光器件來(lái)說(shuō)是處于本地的。根據光模塊提供智能的層次的不同，控制電路可以在電路組件的處理器上工作，也可以在光模塊內部的處理器上工作。一共有三種本地控制電路。第一種控制電路，由于所需的所有激勵信號都來(lái)源于器件，比如激光器的電流和襯底的溫度，所以它處于本地。第二種情況是：控制所需的帶寬很寬，排除了電路組件之間通信的可能，所以也只能在本地完成控制功能。第三種情況是：控制是在器件層發(fā)生的，但是需要高層的合作才能實(shí)現控制的功能。比如控制目標的設定，根據系統的狀態(tài)(如VOA的設置和EDFA的增益)改變控制行為等。 上述的本地控制是在一個(gè)單獨的光器件或者模塊內部進(jìn)行的，而協(xié)調控制層的任務(wù)則是把多個(gè)不同的模塊和控制功能捆綁起來(lái)，使之成為一個(gè)可以工作的ROADM系統。這一層的具體功能包括： ●把遠程反饋信息導入本地控制電路。 ●監測本地控制電路的運行狀態(tài)是否滿(mǎn)足規定。 ●在啟動(dòng)、關(guān)機和故障時(shí)協(xié)調各個(gè)本地電路之間的工作。 ●根據節點(diǎn)的配置和狀態(tài)為下層的子系統設定運行任務(wù)(如：上下路業(yè)務(wù)的協(xié)調和上路業(yè)務(wù)的功率控制) ●當應用多點(diǎn)控制電路時(shí)，協(xié)調本節點(diǎn)和其它節點(diǎn)的工作。 告警和事件處理層根據運行、管理、維護和業(yè)務(wù)配給(OAM&P)系統設置的觸發(fā)點(diǎn)生成事件，聚合本地控制和協(xié)調控制功能產(chǎn)生的事件，并負責解除綁定、系統驗證、事件屏蔽和優(yōu)先級設置。 OAM&P層提供人機接口的所有必需功能。OAM&P層為本地腳本接口或者遠程管理系統提供命令的翻譯，它把命令解析成為ROADM節點(diǎn)內部的配置信息和查詢(xún)操作。OAM&P層還負責由于系統配置改變而引起的通信事件和告警，它通過(guò)北向接口把消息發(fā)送到管理系統或者本地的腳本接口。另外，這一層還協(xié)助完成系統軟硬件的在線(xiàn)升級。 圖2描述的是傳統的開(kāi)發(fā)模型，系統集成商使用分立的或者低級的光器件集成一個(gè)ROADM系統。系統集成商負責各個(gè)層次控制智能的開(kāi)發(fā)工作，包括本地控制、協(xié)調控制、告警處理、通信和OAM&P。集成商對于平臺開(kāi)發(fā)擁有完全的控制權，通過(guò)定制開(kāi)發(fā)每一個(gè)光器件的控制程序和接口最有效地實(shí)現整個(gè)系統。 這種開(kāi)發(fā)模型可以降低材料成本，但是因為一個(gè)系統中包括各種各樣的技術(shù)，所以這種開(kāi)發(fā)模型需要在控制系統的開(kāi)發(fā)方面注入相當大的投資。由于資源有限，縮減運營(yíng)開(kāi)銷(xiāo)的壓力也越來(lái)越大，所以ROADM的開(kāi)發(fā)工作進(jìn)行起來(lái)非常艱難�，F在，希望開(kāi)發(fā)ROADM的設備商(即使曾經(jīng)有過(guò)幾家具有這種能力)已沒(méi)有幾家能夠支付得起這筆高額的內部開(kāi)發(fā)費用。 向供應鏈上端轉移。盡管存在著(zhù)種種限制，但是為了不放過(guò)ROADM這個(gè)機會(huì )。一些設備商開(kāi)始發(fā)動(dòng)他們的合作伙伴幫助他們填充產(chǎn)品線(xiàn)上的這項空白。而另一些設備商則求助于光器件提供商以降低開(kāi)發(fā)的風(fēng)險。和光網(wǎng)絡(luò )業(yè)外包的趨勢相同，設備商們把器件提供商推向價(jià)值鏈的上端，使其分擔更多ROADM開(kāi)發(fā)的風(fēng)險。 器件提供商們已做出積極的回應，他們已開(kāi)始把擁有控制電路和軟件的智能光模塊提供給設備商，有時(shí)，甚至提供完整的線(xiàn)卡。圖3所示就是基于目前的電信供應鏈，實(shí)現ROADM控制功能的一個(gè)典型模型。 使用智能模塊和集成產(chǎn)品可以簡(jiǎn)化ROADM的控制。但是現存的很多障礙限制了模塊所能提供的智能水平。 理想情況下，器件提供商在價(jià)值鏈上的這種上移會(huì )為系統集成商帶來(lái)高度集成化、智能化的現成器件，使他們能夠快速而高效地集成出ROADM產(chǎn)品。要使這種開(kāi)發(fā)模型真正有效運作，設備商要求： ●關(guān)鍵光器件有多個(gè)供應源。 ●器件具有標準的控制接口，抽象出下層的各種光學(xué)特性。 ●所有部件的控制接口要具有一致性，這樣，才能快速協(xié)調地開(kāi)發(fā)出系統。 不過(guò)，實(shí)際情況是，ROADM所需要的光模塊距離商用還很遠;技術(shù)和體系架構的多樣性阻礙了產(chǎn)品的及時(shí)開(kāi)發(fā);由于智能模塊提供商所提供的模塊智能程度不同，而且邏輯接口不一致，所以對于關(guān)鍵器件的二次開(kāi)發(fā)尤其困難。 正如圖3所示，這樣的情況會(huì )迫使本地控制和協(xié)調控制層的工作量加大，材料成本增加。系統集成商必須根據每個(gè)控制器件和模塊對協(xié)調控制層的要求進(jìn)行單獨的適配工作。同樣的，由于需要遵循多個(gè)系統提供商的特殊要求，器件提供商能夠打包到他們產(chǎn)品中的智能功能的水平也受到很大的限制。 優(yōu)化外包模式當前ROADM的供應鏈模式之所以效率不高主要是因為協(xié)調控制功能的下層沒(méi)有標準化。如果系統集成商、器件提供商和簽約生產(chǎn)商同意使用標準的通信接口、配置模式、告警處理，那么，產(chǎn)品模塊和線(xiàn)卡就可以和高層系統互通，并兼容多系統生產(chǎn)商的要求。這樣就可以形成一個(gè)通用的協(xié)調控制框架，它可以幫助系統集成商及時(shí)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，讓系統集成商把緊缺的資源用在差異化開(kāi)發(fā)的工作中，以增加系統的附加值。 控制標準和協(xié)調框架的最終形成當然會(huì )落后于第一批ROADM的部署。當前，想要及時(shí)開(kāi)發(fā)ROADM的系統集成商可以選擇依靠一個(gè)器件或者線(xiàn)卡供應商，或者與第三方控制方案提供商合作，由其針對系統集成商看好的器件提供商的產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)一致的增值控制方案。 不管采用哪種方式，系統集成商都可以利用通用、一致的控制接口和控制行為，把更多的ROADM的功能和開(kāi)發(fā)風(fēng)險轉移到供應商開(kāi)發(fā)的增強型智能模塊中去�？梢赞D移到這種增強型的智能模塊中的功能包括： ●協(xié)調控制功能，封裝電路內部和封裝電路之間的反饋監測 ●告警和事件處理 ●在線(xiàn)固件和軟件升級 ●自動(dòng)配給業(yè)務(wù)和資源管理 統一結構 要實(shí)現器件的混和搭配和模塊化結構，關(guān)鍵是要設計一個(gè)統一的控制系統。這需要系統集成商在單個(gè)器件的開(kāi)發(fā)，或者在標準的演進(jìn)，抑或在使用第三方控制方案的過(guò)程中發(fā)揮更加積極的作用。第一種方案(系統集成商參與單個(gè)器件開(kāi)發(fā))需要系統集成商投入難得的研發(fā)資源，并且常常會(huì )導致系統的貨源單一，致使材料成本上升。第二種方案(系統集成商參與標準的演進(jìn))有可能降低開(kāi)發(fā)成本，但通常標準化工作需要一個(gè)很長(cháng)的時(shí)間，對一個(gè)快速演進(jìn)的市場(chǎng)是不適合的。使用第三方控制方案做系統集成是一個(gè)可行的思路，不過(guò)需要系統集成商規定器件提供商的控制接口。 總之，通過(guò)標準化光網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)控制和協(xié)調的框架，或者通過(guò)把光器件的通用控制外包給第三方，系統集成商可以用更低的成本更快地迎接ROADM這個(gè)新機會(huì )的到來(lái)。通過(guò)建立一個(gè)通用的控制平臺，系統集成商不用花費很長(cháng)的時(shí)間和很高成本，就可以在外包的智能模塊或者線(xiàn)卡上添加新的功能。 |
