可重配置光分插復(fù)用器的嵌入式控制設(shè)計(jì)

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 可重配置光分插復(fù)用器的嵌入式控制設(shè)計(jì) 對(duì)于城域網(wǎng)絡(luò)和長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)來說，如果光傳送層具有遠(yuǎn)程重新配置的能力，則可以極大地降低運(yùn)營(yíng)成本。城域綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)具有終端用戶提供業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)行服務(wù)，完成各類多媒體業(yè)務(wù)的執(zhí)行功能；與終端用戶的信息交互功能：包括終端向平臺(tái)方向的用戶業(yè)務(wù)屬性登記、更新和通知以及平臺(tái)向終端方向的業(yè)務(wù)信息、計(jì)費(fèi)信息的通知；根據(jù)業(yè)務(wù)執(zhí)行或終端用戶的需求，將終端軟件開發(fā)商提供的終端應(yīng)用軟件向各類智能終端的升級(jí)的功能；向第三方業(yè)務(wù)提供商提供業(yè)務(wù)開放接口，從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)提供的多元化；完成城域綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)內(nèi)部自身應(yīng)用服務(wù)器的應(yīng)用開發(fā)與創(chuàng)新的接口；通過綜合業(yè)務(wù)終端軟件，開發(fā)商

2、向終端用戶提供相應(yīng)的終端業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件的接口；通過與計(jì)費(fèi)平臺(tái)的接口提供業(yè)務(wù)消費(fèi)信息，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商自身提供業(yè)務(wù)的收費(fèi)，并且代理第三方業(yè)務(wù)提供商或終端應(yīng)用軟件提供商向用戶收費(fèi)。 “ROADM”又稱可重構(gòu)的光分插復(fù)用器，是指一種網(wǎng)絡(luò)元素，通過遠(yuǎn)程的重新配置，可以動(dòng)態(tài)上下業(yè)務(wù)波長(zhǎng)，并且，業(yè)務(wù)波長(zhǎng)的功率也是可以管理的。ROADM的組成模塊隨應(yīng)用的不同而不同。這項(xiàng)新技術(shù)的關(guān)注開始于電信業(yè)大滑坡之際，當(dāng)時(shí)，設(shè)備商紛紛在新產(chǎn)品開發(fā)上減少投資。不過值得慶幸的是：我們還可以通過其它方式來滿足ROADM這個(gè)新的市場(chǎng)需求。 圖1是ROADM節(jié)點(diǎn)的一個(gè)通用模型，如下圖， “ROADM”一段時(shí)間曾經(jīng)是通信產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)“熱

3、門”詞匯。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用ROADM后，網(wǎng)管系統(tǒng)可以控制某個(gè)波長(zhǎng)通過這個(gè)光節(jié)點(diǎn)或者從本地端口下路，終結(jié)于這個(gè)光節(jié)點(diǎn)的光轉(zhuǎn)發(fā)器。 ROADM節(jié)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(jié)。 波長(zhǎng)下路。 波長(zhǎng)上路。 節(jié)點(diǎn)內(nèi)部聚合信道或單信道的功率監(jiān)控，可在節(jié)點(diǎn)內(nèi)多處開展。 可用/不可用和可選波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)，整個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的光信號(hào)的信噪比監(jiān)測(cè)。 上下路和直通波長(zhǎng)的功率/衰減控制。 色散補(bǔ)償。 前置和后置放大器的增益均衡。 從相對(duì)廉價(jià)的基本系統(tǒng)到高度靈活的可擴(kuò)展平臺(tái)，由于現(xiàn)在的市場(chǎng)需求不同類型的技術(shù)，所以在這種情況下我們需要滿足這樣的市場(chǎng)，必須對(duì)自己的技術(shù)開展改變。 然而，隨著配

4、置復(fù)雜性的增加，ROADM的控制環(huán)境也因?yàn)榛ネǖ脑財(cái)?shù)量增加、器件技術(shù)種類的增加和系統(tǒng)功能的物理分布等因素而變得越來越復(fù)雜。ROADM系統(tǒng)可以給服務(wù)提供商們提供一系列的好處：快捷的業(yè)務(wù)指配、更加自動(dòng)化的處理、簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和施工，更為強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控能力和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力。 現(xiàn)在光模塊ROADM設(shè)計(jì)者面臨的主要挑戰(zhàn)有：可選的技術(shù)種類太多，而且這些技術(shù)演進(jìn)太快。 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(zhǎng)選擇開關(guān)（WSS）技術(shù)和基于平面光路（PLC）的集成復(fù)用器/解復(fù)用器/光開關(guān)/可變光衰減器（VOA）和探測(cè)器技術(shù)。 在基于WSS技術(shù)的設(shè)備中，光性能監(jiān)測(cè)器通常是一個(gè)分立的設(shè)備，一般放在一

5、塊單獨(dú)的封裝電路中，前面放置一個(gè)N端口的光開關(guān)，以便幾個(gè)待測(cè)點(diǎn)共享一個(gè)監(jiān)測(cè)器。 如圖2ROADM節(jié)點(diǎn)處的各種嵌入式控制智能。 嵌入式控制包含幾個(gè)不同的控制機(jī)制和層次。設(shè)計(jì)者可以自己集成這些功能，不過這樣做復(fù)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(duì)于電路組件和光器件來說是處于本地的。根據(jù)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(nèi)部的處理器上工作。一共有三種本地控制電路。種控制電路，由于所需的所有激勵(lì)信號(hào)都于器件，比方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

6、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(xiàn)控制的功能。比方控制目標(biāo)的設(shè)定，根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)(如VOA的設(shè)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(dú)的光器件或者模塊內(nèi)部開展的，而協(xié)調(diào)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，使之成為一個(gè)可以工作的ROADM系統(tǒng)。這一層的具體功能包括： 把遠(yuǎn)程反應(yīng)信息導(dǎo)入本地控制電路。 監(jiān)測(cè)本地控制電路的運(yùn)行狀態(tài)是否滿足規(guī)定。 在啟動(dòng)、關(guān)機(jī)和故障時(shí)協(xié)調(diào)各個(gè)本地電路之間的工作。 根據(jù)節(jié)點(diǎn)的配置和狀態(tài)為下層的子系統(tǒng)設(shè)定運(yùn)行任務(wù)(如：上下路業(yè)務(wù)的協(xié)調(diào)和上路業(yè)務(wù)的功率控制) 當(dāng)應(yīng)用多點(diǎn)控制電路時(shí)，

7、協(xié)調(diào)本節(jié)點(diǎn)和其它節(jié)點(diǎn)的工作。 告警和事件處理層根據(jù)運(yùn)行、管理、維護(hù)和業(yè)務(wù)配給(OAM&P)系統(tǒng)設(shè)置的觸發(fā)點(diǎn)生成事件，聚合本地控制和協(xié)調(diào)控制功能產(chǎn)生的事件，并負(fù)責(zé)解除綁定、系統(tǒng)驗(yàn)證、事件屏蔽和優(yōu)先級(jí)設(shè)置。 OAM&P層提供人機(jī)接口的所有必需功能。OAM&P層為本地腳本接口或者遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)提供命令的翻譯，它把命令解析成為ROADM節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的配置信息和查詢操作。OAM&P層還負(fù)責(zé)由于系統(tǒng)配置改變而引起的通信事件和告警，它通過北向接口把消息發(fā)送到管理系統(tǒng)或者本地的腳本接口。另外，這一層還協(xié)助完成系統(tǒng)軟硬件的在線升級(jí)。 圖2描述的是傳統(tǒng)的開發(fā)模型，系統(tǒng)集成商使用分立的或者低級(jí)的光器件集成一個(gè)ROADM系

8、統(tǒng)。系統(tǒng)集成商負(fù)責(zé)各個(gè)層次控制智能的開發(fā)工作，包括本地控制、協(xié)調(diào)控制、告警處理、通信和OAM&P。集成商對(duì)于平臺(tái)開發(fā)擁有完全的控制權(quán)，通過定制開發(fā)每一個(gè)光器件的控制程序和接口有效地實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)。 這種開發(fā)模型可以降低材料成本，但是因?yàn)橐粋€(gè)系統(tǒng)中包括各種各樣的技術(shù)，所以這種開發(fā)模型需要在控制系統(tǒng)的開發(fā)方面注入相當(dāng)大的投資。由于資源有限，縮減運(yùn)營(yíng)開銷的壓力也越來越大，所以ROADM的開發(fā)工作開展起來非常艱難。現(xiàn)在，希望開發(fā)ROADM的設(shè)備商已沒有幾家能夠支付得起這筆高額的內(nèi)部開發(fā)費(fèi)用。 向供給鏈上端轉(zhuǎn)移。盡管存在著種種限制，但是為了不放過ROADM這個(gè)時(shí)機(jī)。一些設(shè)備商開始發(fā)動(dòng)他們的合作伙伴幫助他們

9、填充產(chǎn)品線上的這項(xiàng)空白。而另一些設(shè)備商則求助于光器件提供商以降低開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。和光網(wǎng)絡(luò)業(yè)外包的趨勢(shì)相同，設(shè)備商們把器件提供商推向價(jià)值鏈的上端，使其分擔(dān)更多ROADM開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。 器件提供商們已做出積極的回應(yīng)，他們已開始把擁有控制電路和軟件的智能光模塊提供應(yīng)設(shè)備商，有時(shí)，甚至提供完整的線卡。圖3所示就是基于目前的電信供給鏈，實(shí)現(xiàn)ROADM控制功能的一個(gè)典型模型。 但是實(shí)際情況ROADM所需要的光模塊距離商用還很遠(yuǎn)；技術(shù)和體系架構(gòu)的多樣性阻礙了產(chǎn)品的及時(shí)開發(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，這樣的情況就對(duì)二次開發(fā)增加了困難性。 正如圖3所示，這樣的情況會(huì)迫使本地控制和

10、協(xié)調(diào)控制層的工作量加大，材料成本增加。系統(tǒng)集成商必須根據(jù)每個(gè)控制器件和模塊對(duì)協(xié)調(diào)控制層的要求開展單獨(dú)的適配工作。同樣的，由于需要遵循多個(gè)系統(tǒng)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。 如果系統(tǒng)集成商、器件提供商和簽約生產(chǎn)商同意使用標(biāo)準(zhǔn)的通信接口、配置模式、告警處理，那么，產(chǎn)品模塊和線卡就可以和高層系統(tǒng)互通，并兼容多系統(tǒng)生產(chǎn)商的要求。這樣就可以形成一個(gè)通用的協(xié)調(diào)控制框架，它可以幫助系統(tǒng)集成商及時(shí)開發(fā)產(chǎn)品，讓系統(tǒng)集成商把緊缺的資源用在差異化開發(fā)的工作中，以增加系統(tǒng)的附加值。 不管采用哪種方式，系統(tǒng)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ROA

11、DM的功能和開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移到供給商開發(fā)的增強(qiáng)型智能模塊中去?？梢赞D(zhuǎn)移到這種增強(qiáng)型的智能模塊中的功能包括： 協(xié)調(diào)控制功能，封裝電路內(nèi)部和封裝電路之間的反應(yīng)監(jiān)測(cè) 告警和事件處理 在線固件和軟件升級(jí) 自動(dòng)配給業(yè)務(wù)和資源管理 統(tǒng)一構(gòu)造 要實(shí)現(xiàn)器件的混和搭配和模塊化構(gòu)造，關(guān)鍵是要設(shè)計(jì)一個(gè)統(tǒng)一的控制系統(tǒng)。這需要系統(tǒng)集成商在單個(gè)器件的開發(fā)，或者在標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，抑或在使用第三方控制方案的過程中發(fā)揮更加積極的作用。種方案：系統(tǒng)集成商參與單個(gè)器件開發(fā)需要系統(tǒng)集成商投入難得的研發(fā)資源，并且常常會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的貨源單一，致使材料成本上升。第二種方案：系統(tǒng)集成商參與標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)有可能降低開發(fā)成本，但通常標(biāo)準(zhǔn)化工作需要一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)間，對(duì)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(tǒng)集成是一個(gè)可行的思路，不過需要系統(tǒng)集成商規(guī)定器件提供商的控制接口。 總之，通過標(biāo)準(zhǔn)化光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)控制和協(xié)調(diào)的框架，或者通過把光器件的通用控制外包給第三方，系統(tǒng)集成商可以用更低的成本更快地迎接