可重配置光分插復(fù)用器的嵌入式控制設(shè)計(jì)
出處:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2011-09-02 20:44:22
對于城域網(wǎng)絡(luò)和長途網(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:包括終端向平臺方向的用戶業(yè)務(wù)屬性登記、更新和通知以及平臺向終端方向的業(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,可以動態(tài)上下業(yè)務(wù)波長,并且,業(yè)務(wù)波長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這個新的市場需求。
圖1是ROADM節(jié)點(diǎn)的一個通用模型,如圖所示,

“ROADM”一段時(shí)間曾經(jīng)是通信產(chǎn)業(yè)中的一個“熱門”詞匯。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用ROADM后,網(wǎng)管系統(tǒng)可以控制某個波長通過這個光節(jié)點(diǎn)或者從本地端口下路,終結(jié)于這個光節(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)。
●波長下路。
●波長上路。
●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)多處進(jìn)行。
●可用/不可用和可選波長的監(jiān)測,整個節(jié)點(diǎn)內(nèi)的光信號的信噪比監(jiān)測。
●上下路和直通波長的功率/衰減控制。
●色散補(bǔ)償。
●前置和后置放大器的增益均衡。
從相對廉價(jià)的基本系統(tǒng)到高度靈活的可擴(kuò)展平臺,由于現(xiàn)在的市場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,必須對自己的技術(shù)進(jìn)行改變。
然而,隨著配置復(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、更加自動化的處理、簡化的網(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)和探測器技術(shù)。 在基于WSS技術(shù)的設(shè)備中,光性能監(jiān)測器通常是一個分立的設(shè)備,一般放在一塊單獨(dú)的封裝電路中,前面放置一個N端口的光開關(guān),以便幾個待測點(diǎn)共享一個監(jiān)測器。
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信號都來源于器件,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(xiàn)控制的功能。比如控制目標(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單獨(dú)的光器件或者模塊內(nèi)部進(jìn)行的,而協(xié)調(diào)控制層的任務(wù)則是把多個不同的模塊和控制功能捆綁起來,使之成為一個可以工作的ROADM系統(tǒng)。這一層的具體功能包括:
●把遠(yuǎn)程反饋信息導(dǎo)入本地控制電路。
●監(jiān)測本地控制電路的運(yùn)行狀態(tài)是否滿足規(guī)定。
●在啟動、關(guān)機(jī)和故障時(shí)協(xié)調(diào)各個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),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。
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的光器件集成一個ROADM系統(tǒng)。系統(tǒng)集成商負(fù)責(zé)各個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。集成商對于平臺開發(fā)擁有完全的控制權(quán),通過定制開發(fā)每一個光器件的控制程序和接口有效地實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)。
這種開發(fā)模型可以降低材料成本,但是因?yàn)橐粋€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)營開銷的壓力也越來越大,所以ROADM的開發(fā)工作進(jìn)行起來非常艱難?,F(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。 向供應(yīng)鏈上端轉(zhuǎn)移。盡管存在著種種限制,但是為了不放過ROADM這個機(jī)會。一些設(shè)備商開始發(fā)動他們的合作伙伴幫助他們填充產(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給設(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應(yīng)鏈,實(shí)現(xiàn)ROADM控制功能的一個典型模型。

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,這樣的情況就對二次開發(fā)增加了困難性。
正如圖3所示,這樣的情況會迫使本地控制和協(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)每個控制器件和模塊對協(xié)調(diào)控制層的要求進(jìn)行單獨(dú)的適配工作。同樣的,由于需要遵循多個系統(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ROADM的功能和開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移到供應(yīng)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饋監(jiān)測
●告警和事件處理
●在線固件和軟件升級
●自動配給業(yè)務(wù)和資源管理 統(tǒng)一結(jié)構(gòu)
要實(shí)現(xiàn)器件的混和搭配和模塊化結(jié)構(gòu),關(guān)鍵是要設(shè)計(jì)一個統(tǒng)一的控制系統(tǒng)。這需要系統(tǒng)集成商在單個器件的開發(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)化工作需要一個很長的時(shí)間,對一個快速演進(jìn)的市場是不適合的。使用第三方控制方案做系統(tǒng)集成是一個可行的思路,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ROADM這個新機(jī)會的到來。通過建立一個通用的控制平臺,系統(tǒng)集成商不用花費(fèi)很長的時(shí)間和很高成本,就可以在外包的智能模塊或者線卡上添加新的功能。有了這個平臺就可以更多的發(fā)現(xiàn)問題,并且去改正。
在如此嚴(yán)峻的狀況下,我們必須要奮力的去開發(fā)屬于自己的一套系統(tǒng),并且是可以解決以前的系統(tǒng)缺陷的完美系統(tǒng),這樣就可以在市場上站住腳。必須更多的去發(fā)現(xiàn)問題,跟上時(shí)代的步伐。
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