可重配置光分插复用器的嵌入式控制设计

　　对于城域网络和长途网络来说，如果光传送层具有远程重新配置的能力，则可以极大地降低运营成本。城域综合业务网具有终端用户提供业务逻辑执行服务，完成各类多媒体业务的执行功能；与终端用户的信息交互功能：包括终端向平台方向的用户业务属性登记、更新和通知以及平台向终端方向的业务信息、计费信息的通知；根据业务执行或终端用户的需求，将终端软件开发商提供的终端应用软件向各类智能终端的升级的功能；向第三方业务提供商提供业务开放接口，从而实现业务提供的多元化；完成城域综合业务网内部自身应用服务器的应用开发与创新的接口；通过综合业务终端软件，开发商向终端用户提供相应的终端业务应用软件的接口；通过与计费平台的接口提供业务消费信息，实现网络运营商自身提供业务的收费，并且代理第三方业务提供商或终端应用软件提供商向用户收费。

　　“ROADM”又称可重构的光分插复用器，是指一种网络元素，通过远程的重新配置，可以动态上下业务波长，并且，业务波长的功率也是可以管理的。ROADM的组成模块随应用的不同而不同。这项新技术的关注开始于电信业大滑坡之际，当时，设备商纷纷在新产品开发上减少投资。不过值得庆幸的是：我们还可以通过其它方式来满足ROADM这个新的市场需求。

　　图1是ROADM节点的一个通用模型，如图所示，

　　

 

　　“ROADM”一段时间曾经是通信产业中的一个“热门”词汇。网络节点采用ROADM后，网管系统可以控制某个波长通过这个光节点或者从本地端口下路，终结于这个光节点的光转发器。

　　ROADM节点的主要功能模块包括：

　　●前置和后置光放大器。

　　●光业务信道（OSC）的生成和终结。

　　●波长下路。

　　●波长上路。

　　●节点内部聚合信道或单信道的功率监控，可在节点内多处进行。

　　●可用/不可用和可选波长的监测，整个节点内的光信号的信噪比监测。

　　●上下路和直通波长的功率/衰减控制。

　　●色散补偿。

　　●前置和后置放大器的增益均衡。

　　从相对廉价的基本系统到高度灵活的可扩展平台，由于现在的市场需求不同类型的技术，所以在这种情况下我们需要满足这样的市场，必须对自己的技术进行改变。

　　然而，随着配置复杂性的增加，ROADM的控制环境也因为互通的元素数量增加、器件技术种类的增加和系统功能的物理分布等因素而变得越来越复杂。ROADM系统可以给服务提供商们提供一系列的好处：快捷的业务指配、更加自动化的处理、简化的网络规划和施工，更为强大的网络监控能力和网络扩展能力。 现在光模块ROADM设计者面临的主要挑战有：可选的技术种类太多，而且这些技术演进太快。

　　制造ROADM的两种主要器件技术分别是基于体块光学的波长选择开关（WSS）技术和基于平面光路（PLC）的集成复用器/解复用器/光开关/可变光衰减器（VOA）和探测器技术。 在基于WSS技术的设备中，光性能监测器通常是一个分立的设备，一般放在一块单独的封装电路中，前面放置一个N端口的光开关，以便几个待测点共享一个监测器。

　　如图2ROADM节点处的各种嵌入式控制智能。

　　

 

　　嵌入式控制包含几个不同的控制机制和层次。设计者可以自己集成这些功能，不过这样做复杂性和器件成本都很高。

　　所谓“嵌入式控制智能”，顾名思义，它的控制电路对于电路组件和光器件来说是处于本地的。根据光模块提供智能的层次的不同，控制电路可以在电路组件的处理器上工作，也可以在光模块内部的处理器上工作。一共有三种本地控制电路。种控制电路，由于所需的所有激励信号都来源于器件，比如激光器的电流和衬底的温度，所以它处于本地。第二种情况是：控制所需的带宽很宽，排除了电路组件之间通信的可能，所以也只能在本地完成控制功能。第三种情况是：控制是在器件层发生的，但是需要高层的合作才能实现控制的功能。比如控制目标的设定，根据系统的状态(如VOA的设置和EDFA的增益)改变控制行为等。

　　上述的本地控制是在一个单独的光器件或者模块内部进行的，而协调控制层的任务则是把多个不同的模块和控制功能捆绑起来，使之成为一个可以工作的ROADM系统。这一层的具体功能包括：

　　●把远程反馈信息导入本地控制电路。

　　●监测本地控制电路的运行状态是否满足规定。

　　●在启动、关机和故障时协调各个本地电路之间的工作。

　　●根据节点的配置和状态为下层的子系统设定运行任务(如：上下路业务的协调和上路业务的功率控制)

　　●当应用多点控制电路时，协调本节点和其它节点的工作。

　　告警和事件处理层根据运行、管理、维护和业务配给(OAM&P)系统设置的触发点生成事件，聚合本地控制和协调控制功能产生的事件，并负责解除绑定、系统验证、事件屏蔽和优先级设置。

　　OAM&P层提供人机接口的所有必需功能。OAM&P层为本地脚本接口或者远程管理系统提供命令的翻译，它把命令解析成为ROADM节点内部的配置信息和查询操作。OAM&P层还负责由于系统配置改变而引起的通信事件和告警，它通过北向接口把消息发送到管理系统或者本地的脚本接口。另外，这一层还协助完成系统软硬件的在线升级。

　　图2描述的是传统的开发模型，系统集成商使用分立的或者低级的光器件集成一个ROADM系统。系统集成商负责各个层次控制智能的开发工作，包括本地控制、协调控制、告警处理、通信和OAM&P。集成商对于平台开发拥有完全的控制权，通过定制开发每一个光器件的控制程序和接口有效地实现整个系统。

　　这种开发模型可以降低材料成本，但是因为一个系统中包括各种各样的技术，所以这种开发模型需要在控制系统的开发方面注入相当大的投资。由于资源有限，缩减运营开销的压力也越来越大，所以ROADM的开发工作进行起来非常艰难。现在，希望开发ROADM的设备商已没有几家能够支付得起这笔高额的内部开发费用。 向供应链上端转移。尽管存在着种种限制，但是为了不放过ROADM这个机会。一些设备商开始发动他们的合作伙伴帮助他们填充产品线上的这项空白。而另一些设备商则求助于光器件提供商以降低开发的风险。和光网络业外包的趋势相同，设备商们把器件提供商推向价值链的上端，使其分担更多ROADM开发的风险。

　　器件提供商们已做出积极的回应，他们已开始把拥有控制电路和软件的智能光模块提供给设备商，有时，甚至提供完整的线卡。图3所示就是基于目前的电信供应链，实现ROADM控制功能的一个典型模型。

　　

 

　　　但是实际情况ROADM所需要的光模块距离商用还很远；技术和体系架构的多样性阻碍了产品的及时开发；由于智能模块提供商所提供的模块智能程度不同，而且逻辑接口不一致，这样的情况就对二次开发增加了困难性。

　　正如图3所示，这样的情况会迫使本地控制和协调控制层的工作量加大，材料成本增加。系统集成商必须根据每个控制器件和模块对协调控制层的要求进行单独的适配工作。同样的，由于需要遵循多个系统提供商的特殊要求，器件提供商能够打包到他们产品中的智能功能的水平也受到很大的限制。 如果系统集成商、器件提供商和签约生产商同意使用标准的通信接口、配置模式、告警处理，那么，产品模块和线卡就可以和高层系统互通，并兼容多系统生产商的要求。这样就可以形成一个通用的协调控制框架，它可以帮助系统集成商及时开发产品，让系统集成商把紧缺的资源用在差异化开发的工作中，以增加系统的附加值。

　　不管采用哪种方式，系统集成商都可以利用通用、一致的控制接口和控制行为，把更多的ROADM的功能和开发风险转移到供应商开发的增强型智能模块中去。可以转移到这种增强型的智能模块中的功能包括：

　　●协调控制功能，封装电路内部和封装电路之间的反馈监测

　　●告警和事件处理

　　●在线固件和软件升级

　　●自动配给业务和资源管理 统一结构

　　要实现器件的混和搭配和模块化结构，关键是要设计一个统一的控制系统。这需要系统集成商在单个器件的开发，或者在标准的演进，抑或在使用第三方控制方案的过程中发挥更加积极的作用。种方案：系统集成商参与单个器件开发需要系统集成商投入难得的研发资源，并且常常会导致系统的货源单一，致使材料成本上升。第二种方案：系统集成商参与标准的演进有可能降低开发成本，但通常标准化工作需要一个很长的时间，对一个快速演进的市场是不适合的。使用第三方控制方案做系统集成是一个可行的思路，不过需要系统集成商规定器件提供商的控制接口。

　　总之，通过标准化光网络节点控制和协调的框架，或者通过把光器件的通用控制外包给第三方，系统集成商可以用更低的成本更快地迎接ROADM这个新机会的到来。通过建立一个通用的控制平台，系统集成商不用花费很长的时间和很高成本，就可以在外包的智能模块或者线卡上添加新的功能。有了这个平台就可以更多的发现问题，并且去改正。

　　在如此严峻的状况下，我们必须要奋力的去开发属于自己的一套系统，并且是可以解决以前的系统缺陷的完美系统，这样就可以在市场上站住脚。必须更多的去发现问题，跟上时代的步伐。