1、2023 年 6 月彭新基于O X C 技术的传送网应用探索练（中通服中睿科技有限公司，广东 广州 510630）【摘要】光交叉连接渊optical cross connect,OXC冤技术在传送网中的应用袁可有效改善网络调度不灵活的情况袁实现对网络的监控管理袁构建全新的全光交叉传送网遥通过具体分析 OXC 关键技术袁以及基于 OXC 技术建设传送网的必要性袁以粤港澳大湾区全光网络建设为例袁深入分析 OXC 技术在传送网中的应用遥【关键词】OXC 技术曰传送网曰应用【中图分类号】TN929.1【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2023）06-0049-030 引言光交叉连接（op
2、tical cross connect,OXC）技术的出现，有效解决了板卡种类多以及架内连纤复杂的问题。随着我国运营商对于光传送网（optical transportnetwork,OTN）的大力推广，OXC 技术被全面应用于网络建设中，提升了网络建设的先进性，减少了内部连纤的数量。在 OXC 技术支持下的传送网建设受到各行各业的关注，但是，由于目前仍缺乏对 OXC 技术的深入研究，OXC 技术并未实现大规模部署。1 OXC 关键技术OXC 技术采用简洁的构建设计模式，依托于全光背板技术建立集成式的全光交换资源池，并借助全光背板板块之间的连纤建设传送网，可大幅降低传送网建设的难度，让光信号得以
3、在任意方向上交叉传输。1.1 全光背板技术光交叉连接矩阵逻辑作为全光背板技术的核心部分，能够从多维度实现对光信号的调度，提升光信号调度的灵活性。通过对光交叉连接矩阵逻辑的设计，保持光纤盒波道调度与全光背板波长的一致性，从而实现对光信号的连接匹配1。同时，通过在全光背板上添加高密度的互联光纤，能够保证光信号的高效连接、交换和传输。全光背板技术不仅可以保证半径较小的光纤有序交叉分布，为 Mesh 组网互联提供支持，使板间业务高效衔接，还可以为光纤电路的接入提供可靠性较高的防尘接口，实现多组带状光纤的组合应用。1.2 高维度无线用户系统技术光交换的本质是光信号间的重构，其能够被应用于 OXC 技术中
4、，将光支路接入任意端口，待波长信号输入后，波长信号可以从任意一个光线路端口处输出，可降低光信号调度的难度。为了能够从多个维度开展通信业务，保证业务间的任意交换，推动业务项目落地，光线路无线用户系统（wireless subscribersystem,WSS）技术需要充分发挥高维度光信号的重构能力，以便适应多样化的光信号重构方案，如硅基液晶以及微机电系统的建设2。另外，为了满足全场景的应用需求，还需要应用光支路 WSS 技术。光支路具备无色、无方向的优势，目前业内会将其应用于虚拟串口和大容量存储设备中，可以减少模块失效，缓解端口数量紧张。1.3 数字化光层技术数字化光层技术在 OXC 技术中主要
5、发挥管控作用，其是 OXC 技术的基础。将数字化光层技术与多种技术结合，能够实现对光信号的全方位监控，从而保证网络运营的通畅度。数字化光层技术主要分为波长跟踪技术和光纤质量监测技术。波长跟踪技术能够根据波长携带的身份信息追踪波长。通过在波长身份信号上添加调顶信号，确保调顶信号与每段波长一一对应，跟踪监测波长的信号变换频率，进而对波长信号进行个性化标识。光纤质量监测技术可以在光信道监控中添加光纤质量监控单元，利用光时域反射器（optical time domain reflectometer,OTDR）信号调制光纤质量监控单元，保证光纤质量监控单元贯穿于波长的传输全过程，实现对波长光纤质量的可视
6、化监测。2 基于 OXC 技术建设传送网的必要性将 OXC 技术应用于传送网的建设中能够保证通信设计与应用492023 年 6 月站点的无纤化连接，并且能够将多种光信号集中在一块板卡上，进而实现节约功耗以及拓展光方向的目标。OXC 技术的应用相当于建设 9 个传统光子架。2.1 提升建设效率在以往建设传统机房光纤配线架（optical distri谣bution frame,ODF）的过程中，需要采用人工跳纤的方式，并利用单板堆叠以及人工连纤的手段来构建可重构光分插复用器（reconfigurable optical add/dropmultiplexer,ROADM）系统，但这种 ROADM
7、 方案较为复杂，增加了光纤部署的难度。随着 OXC 技术被应用于光层连纤中，OXC 技术采取子架板内无纤化连接，并使光背板与板卡互联，使用过程中能够通过线路与支路单元之间的连接实现光信号的交换，无须架设额外的光纤跳纤架，不仅可以降低高维度系统建设的复杂性，提升光纤部署的简洁性，还可以在一定程度上节省机房的使用空间。从空间占比来看，基于不同建设维度、应用 OXC技术的 OXC 方案，能够节省大量的设备机柜和电路，节省至少 50%的机房使用空间，此外，能够节省超过 20%的电源。机柜数和电源数如表 1 所示。从建设的角度来看，OXC 方案能够缩短大约 80%的光层调试时间，从而大幅缩短传送网建设的
8、时间，提升传送网建设的效率。因此，OXC 技术在传送网建设中具有明显的优势。2.2 降低建设成本在板卡集成方面应用 OXC 技术，一个光方向只需要设置一个板卡，不仅可以大幅减少机房的使用空间，还可以减少备件使用的种类。此外，板卡内部可以直接连接波长选择开关、光监控信道板以及光放等设施，有利于降低建设成本。2.3 应用于两种组网OXC 技术能够被应用于 CDG（colorless&direc谣tionless&gridless）场景和 CDCG（colorless&direc谣tionless&contentionless&gridless）场景两种组网中，实现对光交叉以及光层波长的调度。在 O
9、XC 技术应用于两种组网的过程中，不仅无须进行人工跳纤步骤，而且由于 OXC 技术能够支持 32 维超高维度的交叉传输，适用于传送网核心方向上的多个站点，大幅提升光方向上的站点扩容率。2.4 光层链路可视化在建设传送网的过程中，采用传统光层链路不具备可视化的效果，会对故障定位造成一定的阻碍，且在进行故障排查的过程中需要依靠增强信息服务（enhanced message service,EMS）系统，但即便通过EMS 系统排查出故障的位置，也无法验证路由的正确性，如配置错误等。而将 OXC 技术与软件定义网络（software defined network,SDN）结合，可以实现光层链路可视化
10、，使相关人员更加直观地查看故障情况。2.5 高度集成OXC 技术能够提升单板连接的集成度，为大颗粒业务间的交换提供助力，从而实现高效交换的目的。而且具备超低时限以及超大容量的特点。目前，OXC 技术主要采用先进的全光背板设备，用以实现多维度和多级导向的可控连接，提升内部连接的可靠性以及安全性。因此，在 OXC 方案中，应用 OXC技术不仅能够通过电层线路与支路分离的模式来实现光层线路侧模块与业务接入的分离，而且能够使单模块交叉能力逐渐演变为整体架构交叉能力，简化了光层线路。OXC 技术采用简洁的构建设计模式，将集成式光背板接入资源池中，可以避免过于复杂的连纤方式。OXC 技术能够被应用于波长粒
11、度的交叉调度中，实现光开关矩阵与高纬度端口的连接。随着 OXC 技术应用程度的加深，还能够实现对光波长、光功率以及光信噪比的在线检测，快速识别波长信息，提升排查波长错误的速度。3 OXC 技术在传送网中的应用以粤港澳大湾区全光网络建设为例，探讨 OXC技术在传送网建设中所发挥的作用，并明确 OXC 技术在传送网建设中的应用方式，保证全光网络建设的合理性。3.1 构建全光网络各地区网络正面临着流量和业务带宽大幅增长的建设需要，从目前局部省份传送流量的数据来看，平均传送流量增幅可达到 50%，传统的电机箱组合方式难以满足传送流量的需求，影响网络的正常运行。随着配电网建设数量的增多，需要保证电维度O
12、XC 方案机柜机柜电源6 维2158 维31516 维415ROADM 方案电源589表 1 机柜数和电源数单位院个通信设计与应用502023 年 6 月a.背靠背集群（业务子架+业务子架）b.2+N 集群（中央交换框+业务子架，以 2+4 集群为例）图 1 中央交换框2 个中央交换框各分担 50%负载路灵活调度，同时拓展更多的核心网以及互联网数据中心业务点。再加上目前已经有超 2 000 个连接点，且其连接关系极为复杂。因此，需要借助 OXC技术来构建以大型数据中心为核心的全光网络，以便优化云战略布局，保证云网接入、云调度的安全性3。在构建粤港澳大湾区全光网络的过程中，首先，需要采用大带宽技
13、术，将带宽由 100 Gbit/s 提升至200 Gbit/s，并拓展 C 波段以便增加单纤的承载量。其次，需要借助 OXC 技术，结合目前组网建设中存在的问题，提升单节点交叉调度的灵活性，使网络架构由二维转向多维。再次，需要采用扁平化全网构建的方式，通过 Mesh 组网架构来减少网络延时。最后，需要保证全光网络的网络云化和智能化程度，实现对全光网络的管理、调度和开发。3.2 创新传送云建设粤港澳大湾区传送云通过光层云网、电层云插座的搭配使用，有效转变了广东省移动业务的网络建设方式，提升了业务需求处理的灵活性4。OXC 技术不仅能够在单个设备的单个节点上连接任意光方向维度，进而调度任意方向的光
14、方向维度波长。而且能够构建多维度的光层波长级资源池，以满足大带宽以及流量增长的需要，在提升业务调度灵活性的同时保证网络建设的安全性。此外，为了保证每个节点都可以接入全光交换资源池中，实现电层云插座的接入，需要利用 Mesh 组网灵活调整各个方向的节点。3.3 建设全光交换资源池在建设全光交换资源池的过程中采用传统的OTN 交叉技术，需要构建多个 OTN 电层子架间隔离，但这会导致单板资源无法共享、支路与线路难以实现共联。此外，一旦节点业务场景发生变化，则极有可能导致 ODF 与业务子架断联。因此，需要对硬件以及连纤进行调整，提高线路的建设成本。在 OXC技术的支持下，OTN 能够结合电交叉集群
15、增添中央交换框（图 1），使 OTN 电层子架能够连接高速光模块以及中央交换框，实现多个 OTN 电层子架的任意连接，保证子架间槽位和单板资源的共享。此外，多个 OTN 电层子架能够形成一套逻辑性较强的交叉系统以及全光交换资源池，从而保证站点波长以及光通道数据单元（optical channel data unit,ODU）可以向着资源池化的方向发展5。因此，在 OXC 技术的支持下，OTN 电层子架提升了端口的利用效率，实现了通道利用效率的最大化，不仅满足了电路的建设需求，还实现了远程业务的对接，降低了线路规划的难度。广东是目前全光网络最为完善和技术水平最高的省份，为粤港澳大湾区业务的建设提
16、供了助力。广东省采用 OXC 技术建成了覆盖粤港澳大湾区的核心网状网，其涵盖了 110 个 OXC 技术全光调度中心，将设备功耗以及机房占比降到了最低，大幅提升了业务开展的灵活性。4 结语应用 OXC 技术建设传送网需要明确全光网络建设的整体布局，基于全光网络的建设特点，以及结合全新的全光连接和多维度调度理念，充分发挥OXC 技术的应用价值和优势，以便满足网络建设的需要，为传送网的发展提供助力，明确传送网的发展方向。参考文献1 张冬.多粒度传送网节能路由算法的设计与仿真实现D.沈阳：东北大学，2011.2 潘毅，王应波，王会义，等.基于 OXC 技术的传送网研究与应用J.信息通信技术与政策，2022（7）：80-86.3 许洁松.基于 OXC 技术的 OTN 系统建设必要性及部署探讨J.广东通信技术，2020，40（4）：16-19.4 崔洪铭，吴扬.SDN 技术在光传送网中的应用探索J.现代工业经济和信息化，2021，11（11）：143-144，160.5 黄婷婷.光功率指标在传送网管理中的应用研究与实现D.北京：北京邮电大学，2009.作者简介院彭新练（1987），男，汉族，广东汕尾人，本科，工程师，主要从事通信传输设计工作。通信设计与应用51