1. Introdução do sistema MWDM semiativo
O sistema MWDM semiativo precisa suportar o gerenciamento e o controle de ponta a ponta da rede fronthaul, incluindo o monitoramento e o gerenciamento de ponta a ponta do equipamento MWDM fronthaul, módulos ópticos e caminhos ópticos. O módulo óptico suporta o monitoramento do caminho óptico fronthaul e suporta o recebimento e envio de informações de gerenciamento e controle. O equipamento ativo do sistema suporta o gerenciamento e controle da rede fronthaul.
A tecnologia OAM usa sinais de tom piloto para transmitir informações de gerenciamento e controle na camada óptica. Os módulos ópticos em ambas as extremidades realizam a modulação de informações no sinal de tom piloto de acordo com as informações de gerenciamento e controle e as enviam para a extremidade oposta por meio de equipamentos WDM passivos e ativos.
Conforme mostrado no diagrama do sistema:
2. Requisitos do módulo óptico MWDM
O módulo óptico do sistema MWDM suporta a obtenção das informações de gerenciamento e controle do sistema fronthaul MWDM semiativo e transmite as informações. O módulo óptico suporta a inserção e extração do gerenciamento e controle de informações OAM do sinal óptico e envia o sinal para a extremidade oposta.
- Especificações de performance:
| parâmetros | Especificações | Unidade |
|---|---|---|
| Comprimento de onda operacional | 1260 1620 ~ | nm |
| Canal | 1267.5,1274.5,1287.5,1294.5,1307.5,1314.5,1327.5,1334.5,1347.5,1354.5,1367.5,1374.5 | nm |
| Desvio de comprimento de onda central | ± 1.2 | nm |
| Largura de banda passante de 1dB | ≥5 | nm |
| Nivelamento de banda passante | ≤ 0.5 | dB |
| Banda passante do canal (@-0.5dB de largura de banda) | ± 2.5 | nm |
| Perda de inserção | Veja a tabela em anexo para detalhes | dB |
| Uniformidade de perda de inserção | dB | |
| Isolamento de Canal Adjacente | > 30 | dB |
| Isolamento de canal não adjacente | > 35 | dB |
| Sensibilidade de Temperatura de Perda de Inserção | <0.5 | dB |
| Estabilidade térmica do comprimento de onda | <0.002 | nm / ℃ |
| Estabilidade térmica de perda de inserção | <0.007 | dB / ℃ |
| Perda dependente de polarização | <0.15 | dB |
| Dispersão do modo de polarização | <0.1 | ps |
| Diretividade | > 50 | dB |
| Perda de retorno | > 40 | dB |
| Potência máxima | 300 | mW |
| Precisão de detecção de energia óptica | ± 1.5 | dB |
| Tempo de comutação da proteção OLP | <50 | ms |
| Consumo de energia de cartão único | ≤ 4 | W |
| Temperatura de Operação | -10 ~ + 70 | ℃ |
| Temperatura de armazenamento | -40 ~ + 85 | ℃ |
| Tipo de fibra | G657A1 | |
| Connector | LC / UPC | |
| Tamanho do pacote | 177 × 190 × 20 | mm |
- Especificações de Perda de Inserção:
| parâmetros | Wavelength | Especificações | Unidade |
|---|---|---|---|
| Perda de inserção | 1267.5nm | ≤ 2 | dB |
| 1274.5nm | ≤ 2.2 | dB | |
| 1287.5nm | ≤ 2.4 | dB | |
| 1294.5nm | ≤ 2.6 | dB | |
| 1307.5nm | ≤ 2.8 | dB | |
| 1314.5nm | ≤ 3 | dB | |
| Perda de inserção | 1327.5nm | ≤ 1.8 | dB |
| 1334.5nm | ≤ 2 | dB | |
| 1347.5nm | ≤ 2.2 | dB | |
| 1354.5nm | ≤ 2.4 | dB | |
| 1367.5nm | ≤ 2.6 | dB | |
| 1374.5nm | ≤ 2.8 | dB |
*Nota: A perda de inserção inclui o conector fora mais perda de flange e valor EOL.
3. Requisitos para equipamentos MWDM semiativos
O equipamento MWDM ativo obtém informações de gerenciamento e controle de acordo com os sinais ópticos transmitidos pelos módulos ópticos em ambas as extremidades e controla o canal óptico de acordo com as informações. O equipamento MWDM ativo demodula o sinal de tom piloto da camada óptica para obter informações de controle, incluindo corrente, tensão, temperatura e potência óptica, e obter o status da rede fronthaul.
O equipamento MWDM ativo está conectado ao sistema de gerenciamento e controle fronthaul, suporta a obtenção das informações de configuração da rede fronthaul (informações de comprimento de onda da porta e informações do módulo, etc.) status da rede fronthaul, exibindo e emitindo o resultado correspondente e o status da rede fronthaul. Os indicadores de status incluem se o comprimento de onda configurado na porta corresponde ao comprimento de onda nas informações de gerenciamento e controle do OAM, alarme LOS, status do módulo óptico, etc.
3.1 Equipamento de divisão de comprimento de onda ativo de central semi-ativa
O chassi tipo V do FMOC-6000 adota um design de estrutura de cartão mais montado em rack de 5 polegadas padrão 19U. Um único chassi oferece 22 slots de módulos funcionais, 2 slots de fonte de alimentação, 2 slots de controle principais pequenos e 1 slot de ventoinha. Ele usa o método de saída do painel frontal e interfaces totalmente ópticas e interfaces de gerenciamento de rede são projetadas na frente; o design do duto de ar adota a entrada de ar direita e a saída de ar esquerda, e o lado direito do chassi é projetado com uma entrada de ar, e a unidade do ventilador de refrigeração absorve o ar frio para o interior do chassi, então exporte-o da saída de ar no lado esquerdo do chassi.
Dimensões: 5U, 220 mm (altura) × 442 mm (largura) × 220 mm (profundidade)
Vista lateral do equipamento de escritório central FMOC-6000 V do sistema WDM semi-ativo
Descrição: 1) Cada porta possui uma luz indicadora independente;
2) O flange LC do cartão de serviço tem uma porta oblíqua ou reta de 45 graus, o que é conveniente para os clientes escolherem os métodos de conexão e desconexão de diferentes conectores de fibra óptica;
3) Pode ser conectado a duas fontes de alimentação CC ou duas fontes de alimentação CA.
Distribuição do slot do painel do dispositivo:
| Fan | Cartão de controle principal Slot23 MMCC | Cartão de serviço geral Slot1 | Cartão de serviço geral Slot2 |
| Cartão de serviço geral Slot3 | Cartão de serviço geral Slot4 | ||
| Cartão de controle principal MMCC de backup | Cartão de serviço geral Slot5 | Cartão de serviço geral Slot6 | |
| Cartão de serviço geral Slot7 | Cartão de serviço geral Slot8 | ||
| Cartão de serviço geral Slot9 | Cartão de serviço geral Slot10 | ||
| Cartão de serviço geral Slot11 | Cartão de serviço geral Slot12 | ||
| Cartão de serviço geral Slot13 | Cartão de serviço geral Slot14 | ||
| Fonte de alimentação Slot24 | Cartão de serviço geral Slot15 | Cartão de serviço geral Slot16 | |
| Cartão de serviço geral Slot17 | Cartão de serviço geral Slot18 | ||
| Fonte de alimentação Slot25 | Cartão de serviço geral Slot19 | Cartão de serviço geral Slot20 | |
| Cartão de serviço geral Slot21 | Cartão de serviço geral Slot22 |
O chassi FMOC-6000 V do equipamento de escritório central adota uma estrutura de cartão horizontal, e todos os tipos de cartões são plugáveis na parte frontal do chassi; ele fornece 22 slots para cartões de serviço, 2 slots para cartões de energia, 2 slots pequenos de controle principal e 1 slot para cartão de ventilador.
4. OMC (software de gerenciamento de rede)
O software de gerenciamento de rede unificado da OMC precisa ser desenvolvido e implantado com base na Arquitetura de Microsserviços, e a arquitetura B/S fornece clientes de acesso externo. Com o protocolo Southbound Nentconf, ele pode atender à segurança de acesso de equipamentos de grande porte. As principais vantagens são as seguintes:
- Fácil de implantar; o sistema consiste em vários serviços com funções diferentes. Componentes como middleware, recursos, desempenho, alarmes e serviços podem ser implantados ou expandidos de acordo com diferentes serviços;
- De fácil manutenção; os componentes de serviço podem ser implantados independentemente, com funções como expansão horizontal, dimensionamento elástico, atualização automática e liberação em escala de cinza;
- Fácil de expandir; expandir o servidor e os serviços correspondentes de acordo com o número de novos dispositivos na rede existente e oferecer suporte a mais de 10,000 dispositivos.
O software de gerenciamento e controle OMC realiza o gerenciamento, manutenção e análise de consultas de teste dos recursos, falhas, desempenho, configuração, topologia, segurança, proteção, sistema, dados, etc. de todo o sistema de rede. Tem as vantagens de operação mais estável, mais dispositivos de acesso, melhor escalabilidade, módulos funcionais mais poderosos, configuração de dados mais flexível, cartões de serviço mais compatíveis e segurança mais forte.
Desta forma, o gerenciamento centralizado de operação e manutenção da transmissão é promovido de forma mais eficaz, e um conjunto de sistemas de gerenciamento e controle pode controlar intensivamente vários dispositivos semiativos front-haul, criando um sistema eficiente de operação e manutenção “one-stop”, e ajudando na rápida transformação da operação e manutenção inteligentes. O software OMC também pode realizar gerenciamento centralizado de equipamentos semiativos, gerenciamento de todo o processo, gerenciamento de topologia visual, gerenciamento de rastreamento de qualidade de serviço, gerenciamento de segurança do sistema e outros recursos. A estrutura do sistema de gerenciamento e controle e o diagrama esquemático da arquitetura de rede da construção de fronthaul e backhaul são os seguintes:
5. A função OAM é dividida em camada física, camada de enlace e camada de serviço
5.1 Camada física OAM
A camada física OAM processa a camada física de dados OAM, incluindo codificação e decodificação da camada física e modulação e demodulação da camada física. A camada física OAM inclui duas subcamadas, a subcamada de modulação OAM e a subcamada de codificação OAM.
5.1.1 Subcamada de modulação OAM
A principal função da subcamada de modulação OAM é modular a informação digital no sinal da camada óptica e demodular o sinal digital do sinal da camada óptica. O mecanismo é o mecanismo de modulação de amplitude (AM).
A perda de tom piloto de processamento OAM deve ser ≤0.5dB, e quando a potência óptica de recepção do módulo óptico for 5dB menor que a sensibilidade de recepção, os quadros OAM da placa única e do módulo óptico podem ser recebidos corretamente.
5.1.2 Subcamada de codificação OAM
A subcamada de codificação OAM adota a codificação Manchester: a transição de nível elétrico baixo-alto é representada como 0 e a transição de nível elétrico alto-baixo é representada como 1.
5.2 Requisitos da camada de link OAM
A camada de enlace OAM realiza as funções de encapsulamento e desencapsulamento dos quadros OAM e alcança a sincronização de quadros. O processo de encapsulamento é: ele encapsula de acordo com o formato do quadro OAM, após a camada de link OAM obter o conteúdo da carga útil OAM da camada de serviço OAM,
Requisitos de taxa de quadros da camada de link: Ao usar o mecanismo de modulação de amplitude, a taxa de dados da camada de link OAM é de 1024bps; a precisão da taxa é de ±30bps e a taxa de erro de bits (BER) é 1E-8.
5.2.1 Máquina de Estado da Camada de Link
O estado do módulo óptico OAM inclui sincronização de quadro e estado OAM normal de recepção e transmissão. A máquina de estado é mostrada na figura a seguir. O módulo primeiro executa a sincronização de quadros e envia pacotes sincronizados keeplive ou outros pacotes relatados ativamente no estado de sincronização de quadros. Depois de receber 5 pacotes OAM corretos seguidos, ele começa a enviar e receber pacotes OAM normalmente e envia pacotes OAM conforme necessário.
Se três erros de quadro OAM consecutivos forem recebidos, um alarme de perda de sincronismo de quadro é gerado e o estado de sincronização de quadro é inserido. No estado de sincronização de quadros, ele envia continuamente pacotes de sincronização keeplive ou relata pacotes ativamente, tentando entrar novamente no estado OAM de envio e recebimento.
Diagrama esquemático da máquina de estado da camada de enlace
A camada de link OAM suporta funções de estatísticas de dados, dados incluindo o número de quadros enviados e recebidos, taxa de dados e o número de quadros de erro.
5.3 Requisitos da camada de serviço OAM
A camada de serviço OAM oferece suporte à função de consulta de serviço OAM, função de relatório ativo e função de reflexão.
5.3.1 A camada de serviço OAM suporta a função de consulta
Configure a função de consulta OAM por meio do sistema de gerenciamento e controle MWDM semiativo, incluindo a consulta da potência óptica recebida, potência óptica transmitida, corrente, tensão, temperatura, comprimento de onda e informações do fabricante do módulo.
Todas as mensagens com função de consulta são iniciadas pelo módulo lateral DU no escritório central, e a AAU remota responde. Após o escritório central enviar uma mensagem de consulta, a extremidade remota envia uma mensagem de resposta em 1 segundo. Se a extremidade remota receber um pacote de consulta quando estiver enviando outros pacotes (como pacotes de relatórios ativos), ela precisa esperar o pacote atual ser enviado e então responder ao pacote de consulta.
5.3.2 A camada de serviço OAM suporta a função de relatório ativo
A função de relatório OAM ativo é uma mensagem OAM periódica enviada ativamente pelos módulos em ambas as extremidades. O conteúdo da mensagem inclui keeplive, alarme LOS, alarme de tensão e temperatura anormal e informações do fabricante do módulo.
No caso do módulo LOS, a mensagem de relatório ativo normalmente é enviada periodicamente. Os conteúdos reportados ativamente são os seguintes:
1) mensagem de sincronização keeplive
A mensagem de sincronização keeplive é enviada pelos módulos em ambas as extremidades durante o período ocioso. As duas extremidades podem saber que o módulo óptico na extremidade oposta está em um estado de funcionamento normal e enviar e receber quadros de sincronização através da mensagem keeplive. Se a mensagem keeplive não for recebida, um alarme de perda de sincronismo de quadro é gerado e o estado é informado.
2) Alarme LOS
Quando a potência óptica recebida do módulo óptico for menor que o limite de LOS, o módulo óptico deve enviar imediatamente uma mensagem de alarme de LOS. Quando o alarme de LOS for liberado, ele enviará uma mensagem de liberação de alarme de LOS. Para garantir que o escritório central possa receber a mensagem corretamente, a mensagem deve ser enviada 3 vezes continuamente.
3) Alarme anormal de potência óptica, tensão, temperatura, etc.
Quando o alarme anormal da potência óptica, tensão ou corrente é acionado ou o alarme é limpo, o módulo óptico deve enviar imediatamente o quadro de status do módulo óptico e a configuração do alarme ou limpar o status do alarme. Para garantir que o escritório central possa receber a mensagem corretamente, a mensagem deve ser enviada 3 vezes continuamente.
4) Informações de status do módulo
As informações de status do módulo são enviadas periodicamente pelo módulo óptico, e a frequência de envio é uma vez a cada 3 minutos.
5) Informações do módulo
As informações do módulo são enviadas periodicamente pelo módulo óptico, e a frequência de envio é uma vez a cada 10 minutos.
5.3.3 Função de reflexão da camada de serviço OAM
O módulo óptico suporta a função de reflexão. O módulo óptico do lado AAU envia suas informações OAM através dos dispositivos MUX/DEMUX em ambas as extremidades para o módulo óptico do lado DU, e o módulo óptico do lado DU retransmite as informações OAM para o módulo óptico do lado AAU através do MUX Dispositivos /DEMUX em ambas as extremidades.
O dispositivo MWDM semiativo pode receber as informações OAM do módulo óptico AAU através das informações enviadas pelo módulo óptico DU. As mensagens refletidas incluem alarmes LOS de mensagens relatadas ativamente, alarmes anormais de tensão e temperatura, informações de status do módulo, informações do módulo, etc. Os requisitos de implementação da função de reflexão são mostrados a seguir.
A implementação da função de reflexão atende aos seguintes requisitos:
1) O módulo óptico no sistema de controle fronthaul coletará informações sobre a porta, incluindo informações da porta, tensão, corrente, potência, LOS, etc.;
2) O módulo óptico encapsula as informações no quadro OAM e as envia para o caminho óptico por meio de modulação;
3) Após o módulo óptico receber a informação OAM através da demodulação, ele julgará se é consistente com o ID do módulo local através do ID do módulo de informação OAM. Se for consistente, não será processado. Se estiver inconsistente, a mensagem OAM será reenviada para o módulo da extremidade oposta;
4) O dispositivo ativo analisa as informações OAM de cada par de módulos ópticos.
6. Precisão das informações OAM
Os requisitos de precisão das informações OAM do módulo óptico são os seguintes:
1）O erro de precisão de recepção e transmissão de potência óptica é ≤2dB;
2)Erro de precisão de temperatura≤3℃;
3）Erro de precisão de tensão ≤3%;
4）Erro de precisão atual ≤10%.