什么是全光交叉技术?

全光交叉(Optical Cross-Connect,OXC)技术是一种用于光网络中的关键技术,旨在实现光信号在不同光路径之间的高效交换和灵活调度。

随着光网络的发展,传统的可重构光分插复用器(ROADM)在面对高维度、大容量的业务需求时,暴露出连纤复杂、开通和维护时间长、占地面积大、功耗高等问题。全光交叉技术就是为了解决这些问题而发展起来的,它是光网络从传统架构向更高效、更灵活的全光网 2.0 时代演进的重要技术之一。

组成及关键技术

光背板:是 OXC 的核心部件之一,它将 ROADM 单板光口之间的内部连纤转化为光背板上的高密度互联光纤。通过光纤布线机将内部连纤分成多组布线,并封装到柔性板材中,形成支持无阻光纤连接的柔性光背板,可大大减少内部连纤数量,提高开通和维护效率。

高密度光连接器:用于光背板与光线路单板及光上下路单板的连接。具有高密度的特点,以满足 OXC 站点内各光板的全互联需求,同时还需具备可盲插、高对接精度、多次插拔的可靠性、弹性设计、低插损等特性。

波长选择开关(WSS):光上下路单板和光线路板的核心器件,相关技术主要包括基于自由空间光学设计的 LC Array(液晶阵列)、MEMS(微机电系统)和 LCoS(硅基液晶),以及基于硅光的微环谐振器 MRR 和 MZI(马赫 - 曾德尔干涉仪)等。其中,LCoS 技术具有更高的填充比因子和像元分辨率,已成为主流,更适合制作支持灵活栅格的 M×N CDCF WSS。

工作原理:一般来说,光线路板的每个槽位对应一个方向,光路信号进入光线路板后,通过 WSS 将其 “拆成” N 路波长信号。波长光信号通过光连接器从光线路板进入光背板,光背板提供了超大交换容量支持以及纳秒级时延。波长光信号从光背板出来之后,进入光支路板,通过增加一级 LCoS 晶面调节,来构建 N×M WSS,从而实现波长信号在不同端口之间的灵活切换,完成光信号的交叉连接和调度

技术特点

超大容量光交叉:通过引入先进的技术,如硅基液晶(LCoS)技术,使光交换达到 32 维的超高维调度能力,能够支持超大容量的光信号交叉调度,满足现代通信网络对大带宽、大容量业务的传输需求

低时延:采用光背板等技术,实现了光信号的一跳直达,相比传统的逐跳转发方式,节省了中间环节,显著降低了信号传输时延,对于实时性要求高的业务,如 8K 视频、VR/AR、工业自动化等应用场景具有重要意义

0 光纤连接:基于创新的光背板技术,取代了传统 ROADM 方案中的内部光纤盒,实现了架内免光纤连接,即 “0” 跳纤。避免了人为操作失误,提高了系统可靠性,同时也大大简化了站点部署和维护工作

数字化光层:采用自研光标签技术,支持波长级网络状态监控和 50 多个光参数的端到端可视,能够实时监测光网络中的各种参数,使光网排障时间从小时级缩短至分钟级,实现了光层运维的全面自动化,降低了运维成本,提高了网络的管理效率

全光交叉技术在干线网络、城域网络以及数据中心互联等场景中有着广泛的应用。在干线网络中,可实现大容量光信号的长距离传输和灵活调度;在城域网络中,能满足城市范围内不同区域之间的高速数据传输需求;在数据中心互联中,有助于实现数据中心之间的低时延、高带宽连接,支持数据中心之间的海量数据交互。