Optyczne połączenie krzyżowe (OXC) było wielkim tematem w optyce na przełomie tysiącleci. Startupy takie jak Xros i Calient budowały 1000-portowe OXC (lub przełączniki fotoniczne) i w niektórych przypadkach były kupowane za miliardy dolarów. Ale trend OXC na dużą skalę zamarł, gdy skromne porty 1×2 i 1×4 ROADM okazały się właściwym rozwiązaniem ówczesnych wyzwań związanych z routingiem długości fal.

Ewolucja urządzeń CDC ROADM

W ciągu ostatniej dekady, ROADMy ewoluowały, aby zawierać więcej funkcjonalności OXC, w tym większe poziomy automatyzacji, elastyczności i skali. Wraz z najnowszą odsłoną technologii ROADM, termin „OXC” powraca do mody. Poprzez dodanie większej automatyzacji i elastyczności do warstwy fotonicznej, komercyjne wprowadzenie bezbarwnych, bezkierunkowych i bezkonfliktowych (CDC) ROADM-ów zapoczątkowało ten trend.

Konwencjonalne urządzenia ROADM umożliwiają ekspresowe przesyłanie sygnałów optycznych (lub obejście) w węzłach pośrednich na całej długości trasy, ale są ograniczone przez ręczne okablowanie i łączenie w punktach końcowych. Architektura węzłów bezbarwnych automatyzuje przypisywanie funkcji długości fali add/drop, dzięki czemu każda długość fali (lub kolor) może być dopasowana do dowolnego portu w miejscu add/drop. Węzły bezkierunkowe umożliwiają kierowanie dowolnej długości fali do dowolnego kierunku obsługiwanego przez węzeł bez konieczności fizycznego przerabiania okablowania. Bliźniacze przełączniki 1×20 z selekcją długości fali (WSS) były kluczowymi technologiami umożliwiającymi stworzenie bezbarwnych i bezkierunkowych węzłów ROADM. Zastąpiły one w projekcie multipleksery i pasywne splittery i pozwoliły na przejście z transmisji broadcast-and-select o dużej stratności na bardziej wydajną transmisję route-and-select.

Trzecim składnikiem CDC ROADM jest funkcjonalność bezkonkurencyjna. Nawet przy funkcjach bezbarwnych i bezkierunkowych, sieć ROADM może nadal mieć ograniczenia, które wymagają ręcznej interwencji, gdy dwie długości fali tego samego koloru zbiegają się jednocześnie w tej samej strukturze zrzutu WSS, powodując blokadę długości fali.

Dodanie przełącznika MxN po stronie drop węzła ROADM rozwiązuje ten problem. Jednak przełączniki multicastowe obecnej generacji są wykonane z kombinacji rozdzielaczy mocy i skromnych przełączników przestrzennych 1xN o niewielkiej liczbie portów. Są one nieporęczne, energochłonne, powodują duże straty optyczne i są kosztowne w porównaniu z samymi przełącznikami bezbarwnymi/bezkierunkowymi. W rezultacie, wykorzystanie pełnej funkcjonalności CDC przez operatorów było znacznie bardziej ograniczone niż w przypadku kombinacji CD-only. Bez prawdziwej architektury bezkonkurencyjnej, pełna automatyzacja bez ograniczeń nie jest możliwa.

Dobrą wiadomością dla branży jest to, że na rynku pojawiła się nowa generacja przełączników MxN dla struktur drop-side, które zastępują wczesną wersję multicast architekturą route-and-select opartą na WSS. Przejście od broadcast-and-select do route-and-select add/drop eliminuje potrzebę stosowania tablic wzmacniaczy światłowodowych (EDFA) typu drop-side – głównego winowajcy zwiększającego przestrzeń, zużycie energii i koszty.

Więcej wyzwań

Opisane powyżej innowacje CDC – w tym route-and-select MxN WSS – są produkowane przez producentów ROADM i będą wykorzystywane przez dostawców systemów do budowy wielkoskalowych węzłów optycznych zdolnych do routingu setek terabitów ruchu optycznego. Ale poza funkcjonalnością CDC jest jeszcze jedno wyzwanie, z którym trzeba się zmierzyć. W dużych węzłach mnożenie węzłów ROADM prowadzi do wyzwań związanych z zarządzaniem włóknami. W tych dużych miejscach tysiące połączonych włókien ROADM muszą być ręcznie zarządzane i fizycznie przemieszczane, ale proces ten jest ręczny, czasochłonny i podatny na błędy ludzkie. Łączność pochłania również znaczną ilość miejsca w biurze centralnym.

Wraz ze wzrostem skali optycznych węzłów przełączających wzrasta zapotrzebowanie na łączność optyczną na płycie tylnej. Przeniesienie łączności światłowodowej na płytę optyczną eliminuje potencjalnie tysiące połączeń światłowodowych, które mogą być wykonane między elementami optycznymi o dużej skali. Płytka optyczna, która eliminuje zewnętrzne połączenia światłowodowe, oszczędza miejsce, eliminuje błędy ludzkie przy łączeniu światłowodów i – w połączeniu z komponentami MxN WSS nowej generacji – umożliwia w pełni zautomatyzowane trasowanie długości fal na ogromną skalę.

Wczesna trakcja i przyszła działalność komercyjna

Nowa generacja węzłów OXC już teraz cieszy się dużym zainteresowaniem. Biorąc pod uwagę ogromną liczbę ludności miejskiej, Chiny są oczywistym początkowym rynkiem. Jako region, Chiny są jednym z motorów napędowych odrodzenia OXC. Na przykład China Telecom Sichuan ogłosiła komercyjne wdrożenie OXC. Wczesna działalność komercyjna prowadzona jest również poza Chinami, w tym w południowoafrykańskim Rain, Etisalat w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, a także w Ameryce Łacińskiej i innych częściach Azji. Firma Heavy Reading spodziewa się, że działalność komercyjna przyspieszy wraz z dalszym rozwojem sieci, wzrostem zapotrzebowania na automatyzację oraz dojrzewaniem technologii umożliwiających automatyzację warstwy fotonicznej.