什么是OXC（全光交叉）？

最近這段時(shí)間，小棗君反復(fù)給大家介紹了全光網(wǎng)絡(luò)（AON，All-Optical Network）。

我們知道，光網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的基石，是基礎(chǔ)設(shè)施中的基礎(chǔ)設(shè)施。

如果沒有強(qiáng)大的光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行支撐，包括 8K 視頻、VR/AR、智慧工廠、智慧城市、智慧交通在內(nèi)的大帶寬、低時(shí)延應(yīng)用場(chǎng)景，都無法完美實(shí)現(xiàn)。5G、F5G，也會(huì)變成浮云。

目前，光網(wǎng)絡(luò)正在堅(jiān)定不移地朝著全光網(wǎng)的方向發(fā)展，已經(jīng)逐步走入了 2.0 時(shí)代。

之前我介紹 ROADM（關(guān)于 ROADM 的入門科普）的時(shí)候，和大家說過，ROADM 是全光網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。它的主要目的，是在線路“光化”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)“光化”（光交換）。

ROADM 演進(jìn)到 CDC-F ROADM，基本上實(shí)現(xiàn)了極強(qiáng)的光交換能力。但是，它仍然不是全光網(wǎng)的終極解決方案。

ROADM 存在一些問題。其中最大的一個(gè)問題，就是連纖復(fù)雜。

久而久之，就導(dǎo)致連纖變得混亂不堪，給運(yùn)維帶來困難。采用 ROADM 的方式，機(jī)架數(shù)量也比較多，占用空間較大。

于是，更好更合適的全光交換技術(shù)就被推到了臺(tái)前，那就是 OXC。

OXC，全稱是 optical cross-connect，光交叉連接。

和 ROADM 一樣，OXC 也是一種能在不同的光路徑之間，進(jìn)行光信號(hào)交換的光傳輸設(shè)備。

OXC 這個(gè)概念，其實(shí)早在 2000 年左右就已經(jīng)有了。某種意義上來說，ROADM 是 OXC 的一種特殊實(shí)現(xiàn)，OXC 包含了 ROADM。

從傳統(tǒng)架構(gòu)上來看，OXC 由光交叉連接矩陣 、輸入接口、輸出接口 、管理控制單元等模塊組成 。光交叉連接矩陣是 OXC 的核心。

該 OXC 設(shè)備主要由光線路板、光背板和光支路板組成。

圖片來自華為官網(wǎng)

一般來說，線路板的每個(gè)槽位對(duì)應(yīng)一個(gè)方向。當(dāng)光路信號(hào)進(jìn)入之后，通過 WSS（Wavelength Selective Switch，波長(zhǎng)選擇開關(guān)），“拆成”N 路波長(zhǎng)信號(hào)。

我在 ROADM 的文章中詳細(xì)介紹過 WSS。WSS 的誕生，直接催生了 ROADM。

早先的 WSS 開關(guān)，采用的是 MEMS 機(jī)械式架構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)故障率高，可靠性查。

MEMS WSS 結(jié)構(gòu)

LCoS 方案原理上是通過相位控制波長(zhǎng)選擇，沒有機(jī)械振動(dòng)，上下波無光放，方向維度可達(dá) 32 維，實(shí)現(xiàn)超大交叉容量，且功耗更低。

波長(zhǎng)光信號(hào)通過光連接器，從光線路板進(jìn)入光背板。

光背板是 OXC 和 ROADM 的重要區(qū)別，擁有很高的技術(shù)含量。它相當(dāng)于把很多根光纖，印刷在一張紙上，實(shí)現(xiàn)光路連接。

光背板局部放大

光背板提供了超大交換容量支持，以及納秒級(jí)時(shí)延。

OXC 的光背板

圖片來自華為

以上，就是 OXC 的架構(gòu)和特點(diǎn)。

如今，OXC 作為全光交叉平臺(tái)，具備大維度無阻塞交換能力，具有極高的交叉調(diào)動(dòng)容量。

OXC 的作用，就是服務(wù)于全光交換和全光調(diào)度。

那么，為什么我們一定要將“光”進(jìn)行到底？為什么光要對(duì)電“步步緊逼”？

說白了，既為了性能，也為了成本。強(qiáng)推全光交換，就是在光通信里面搞很多的立交橋，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)的一跳直達(dá)。

波長(zhǎng)的一跳直達(dá)，相比逐跳轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)省了環(huán)節(jié)，可以顯著降低時(shí)延。

越靠近物理層，工作功耗越低，在物理層就實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)度和轉(zhuǎn)化，就光不就電，可以降低功耗，節(jié)約能源，節(jié)約成本。

好啦，關(guān)于 OXC 的內(nèi)容，簡(jiǎn)單介紹完畢。感謝大家的耐心觀看，我們下期再見！

參考文獻(xiàn)：

1、《全光交叉技術(shù)演進(jìn)淺析》，曹麗、蔣東君

2、《華為提供的 OXC 全光交叉平臺(tái)將如何使能全光網(wǎng) 2.0 建設(shè)》

3、《光交叉連接設(shè)備（OXC）的基本功能及組成原理》，彭肖

4、《對(duì)話》欄目，“超高清視頻帶來的產(chǎn)業(yè)誘惑”，央視