來(lái)源：RF技術(shù)社區(qū)

本文來(lái)自鮮棗課堂

我們知道，光網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的基石，是基礎(chǔ)設(shè)施中的基礎(chǔ)設(shè)施。

如果沒(méi)有強(qiáng)大的光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行支撐，包括8K視頻、VR/AR、智慧工廠、智慧城市、智慧交通在內(nèi)的大帶寬、低時(shí)延應(yīng)用場(chǎng)景，都無(wú)法完美實(shí)現(xiàn)。5G、F5G，也會(huì)變成浮云。

目前，光網(wǎng)絡(luò)正在堅(jiān)定不移地朝著全光網(wǎng)的方向發(fā)展，已經(jīng)逐步走入了2.0時(shí)代。

之前我介紹ROADM（關(guān)于ROADM的入門科普）的時(shí)候，和大家說(shuō)過(guò)，ROADM是全光網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。它的主要目的，是在線路“光化”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)“光化”（光交換）。

ROADM演進(jìn)到CDC-F ROADM，基本上實(shí)現(xiàn)了極強(qiáng)的光交換能力。但是，它仍然不是全光網(wǎng)的終極解決方案。

ROADM存在一些問(wèn)題。其中最大的一個(gè)問(wèn)題，就是連纖復(fù)雜。

ROADM系統(tǒng)架構(gòu)

ROADM通常都是按照業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，進(jìn)行光纖逐一連接。隨著時(shí)間的推移，規(guī)劃可能發(fā)生變更，或者網(wǎng)絡(luò)需要調(diào)整，就會(huì)不斷地增加光纖。

久而久之，就導(dǎo)致連纖變得混亂不堪，給運(yùn)維帶來(lái)困難。采用ROADM的方式，機(jī)架數(shù)量也比較多，占用空間較大。

于是，更好更合適的全光交換技術(shù)就被推到了臺(tái)前，那就是OXC。

OXC，全稱是optical cross-connect，光交叉連接。

和ROADM一樣，OXC也是一種能在不同的光路徑之間，進(jìn)行光信號(hào)交換的光傳輸設(shè)備。

OXC這個(gè)概念，其實(shí)早在2000年左右就已經(jīng)有了。某種意義上來(lái)說(shuō)，ROADM是OXC的一種特殊實(shí)現(xiàn)，OXC包含了ROADM。

從傳統(tǒng)架構(gòu)上來(lái)看，OXC由光交叉連接矩陣 、輸入接口、輸出接口 、管理控制單元等模塊組成 。光交叉連接矩陣是OXC的核心。

所謂矩陣，其實(shí)就是一個(gè)內(nèi)部任意端口兩兩互聯(lián)的“盒子”。

我們直接結(jié)合某大廠的OXC設(shè)備架構(gòu)來(lái)進(jìn)行講解。

該OXC設(shè)備主要由光線路板、光背板和光支路板組成。

一般來(lái)說(shuō)，線路板的每個(gè)槽位對(duì)應(yīng)一個(gè)方向。當(dāng)光路信號(hào)進(jìn)入之后，通過(guò)WSS（Wavelength Selective Switch，波長(zhǎng)選擇開關(guān)），“拆成”N路波長(zhǎng)信號(hào)。

我在ROADM的文章中詳細(xì)介紹過(guò)WSS。WSS的誕生，直接催生了ROADM。

早先的WSS開關(guān)，采用的是MEMS機(jī)械式架構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)故障率高，可靠性查。

MEMS WSS結(jié)構(gòu)

后來(lái)，演進(jìn)為L(zhǎng)CoS（硅基液晶）方案，原生支持靈活柵格（Flexi-Grid）功能，支持可變channel寬度以及超級(jí)通道，可靠性明顯高于MEMS。

LCoS WSS結(jié)構(gòu)

LCoS方案原理上是通過(guò)相位控制波長(zhǎng)選擇，沒(méi)有機(jī)械振動(dòng)，上下波無(wú)光放，方向維度可達(dá)32維，實(shí)現(xiàn)超大交叉容量，且功耗更低。

波長(zhǎng)光信號(hào)通過(guò)光連接器，從光線路板進(jìn)入光背板。

光背板是OXC和ROADM的重要區(qū)別，擁有很高的技術(shù)含量。它相當(dāng)于把很多根光纖，印刷在一張紙上，實(shí)現(xiàn)光路連接。

光背板局部放大

光背板提供了超大交換容量支持，以及納秒級(jí)時(shí)延。

OXC的光背板

波長(zhǎng)光信號(hào)從光背板出來(lái)之后，進(jìn)入光支路板，通過(guò)增加一級(jí)LCoS晶面調(diào)節(jié)，來(lái)構(gòu)建N×M WSS。

大家也看出來(lái)了，OXC和ROADM非常類似，只不過(guò)OXC引入了光背板這樣的硬件，取代了內(nèi)部光纖盒，實(shí)現(xiàn)了架內(nèi)免光纖連接，“0”跳纖，從而避免了人為操作失誤，提高了系統(tǒng)可靠性。

OXC也帶來(lái)了更為靈活的配置能力。基于OXC和它的交換矩陣，工程師只需要通過(guò)網(wǎng)管進(jìn)行數(shù)據(jù)配置（波長(zhǎng)配置），就能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速開通（分鐘級(jí)）。

以上，就是OXC的架構(gòu)和特點(diǎn)。

如今，OXC作為全光交叉平臺(tái)，具備大維度無(wú)阻塞交換能力，具有極高的交叉調(diào)動(dòng)容量。

OXC的作用，就是服務(wù)于全光交換和全光調(diào)度。

那么，為什么我們一定要將“光”進(jìn)行到底？為什么光要對(duì)電“步步緊逼”？

說(shuō)白了，既為了性能，也為了成本。強(qiáng)推全光交換，就是在光通信里面搞很多的立交橋，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)的一跳直達(dá)。

波長(zhǎng)的一跳直達(dá)，相比逐跳轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)省了環(huán)節(jié)，可以顯著降低時(shí)延。

越靠近物理層，工作功耗越低，在物理層就實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)度和轉(zhuǎn)化，就光不就電，可以降低功耗，節(jié)約能源，節(jié)約成本。

好啦，關(guān)于OXC的內(nèi)容，簡(jiǎn)單介紹完畢。

審核編輯黃昊宇