常用单板类型及其功能介绍

教学内容

(1)常用的业务接入与汇聚单板；

(2)常用的合分波单板；

(3)光放大类单板；

(4)交叉子系统。

技能要求

(1)能说出波分系统硬件结构分类；

(2)能说出各子系统常用单板的功能；

(3)能正确分析单板在系统中的位置。

任务描述

团队(4～6人)进行OTN的单板功能描述或讲解，能正确分析其在系统中的位置。

任务分析

学生能完成OTN单板功能描述，能正确分析其在系统中的位置。

知识准备

1.业务接入与汇聚子系统

1)简介

业务接入与汇聚子系统单板的主要功能是把客户侧业务接入封装到OTN帧中，并调制到符合波分系统要求的波长上，从线路侧接口输出。在接收侧，则把线路侧收到的OTN帧解复用成客户侧信号送到客户侧接口。

图7-9　SOTU10G单板面板示意

1、2—运行指示灯；3—单板内部通信指示灯；4—线路侧光接口；5—客户侧光接口；6—连接指示灯；7—激光警告标识；8—激光等级标识

业务接入单板和汇聚子系统单板的重要区别在于，业务接入单板实现的是客户侧到线路侧的一对一转换，即一路客户侧业务转换成一路线路侧OTN帧信号。但对于低速业务，比如GE、2.5G的业务，一对一的转换到线路侧并占用一个波道，未免浪费波道，因此汇聚类单板把多路客户侧的业务汇聚到一路线路侧OTN帧，再调制到某一个波道上，实现多个客户业务共用一个波长，以此节省波道资源。汇聚类单板的客户侧和线路侧接口是多对一的关系。

2)SOTU10G业务接入单板

(1)单板功能。

SOTU10G单板采用光/电/光转换方式，完成信号之间的波长转换和数据再生，支持FEC或超强FEC(AFEC)编解码，支持G.709开销处理功能。SOTU10G包括单路双向终端SOTU10G和单路单向中继SOTU10G。

①实现STM－64(9.953 Gb/s)、OTU2(10.709 Gb/s)、10GE－LAN(10.312 5 Gb/s)速率光信号到OTU2(10.709 Gb/s)、OTU2e(11.1 Gb/s)、OTU2e(AFEC)(11.1 Gb/s)的波长转换。

②客户侧支持STM－64、OTU2或10GE光信号。

③线路侧光信号满足G.694.1的要求，支持FEC或AFEC功能。

(2)面板说明。

单路双向终端SOTU10G单板面板示意如图7-9所示。SOTU10G单板面板说明见表7-9。

表7-9　SOTU10G单板面板说明

(3)SOTU10G单板应用。

SOTU10G单板实现业务接入(终端型)和业务电再生(中继型)功能，在波分系统中的应用如图7-10所示。

图7-10　SOTU10G单板应用示意

3)FCA汇聚单板

(1)单板功能。

FCA单板采用光/电/光的转换方式，实现2路4GFC、4路2GFC、8路1GFC或者8路GE业务的接入。完成FC信号与OTU2信号的复用和解复用功能。

支路侧功能如下:

①接入2路4GFC、4路2GFC或者8路1GFC光信号业务的接入；

②接入8路GE业务；

③支持GFP相关性能检测；

④支持FC拉远功能。

群路侧功能如下:

⑤光信号符合G.694.1和G.709标准规定的OTU2信号结构；

⑥支持G.709标准中定义的OTU2接口和相关性能检测，FEC可设置为标准FEC或超强FEC(AFEC)；

⑦支持GFP－T数据包封装功能，符合G.704.1的要求。

(2)面板说明。

FCA单板面板示意如图7-11所示，面板说明见表7-10。

图7-11　FCA单板面板示意

1—单板运行指示灯；2—光接口；3—支路光接口；4—支路光口指示灯；5—激光警告标识；6—激光等级标识

表7-10　FCA单板面板说明

(3)单板应用。

汇聚类单板的应用场景在终端与业务接入类单板相似，只是汇聚类单板有更多低速业务接口而已。

2.合分波子系统

1)简介

合分波子系统是将多个单波业务合成一路合波信号或将一路合波信号分成多个单波信号。目前最常用的合分波单板主要是OMU40单板和ODU40单板。

2)OMU单板

(1)单板功能。

OMU单板实现合波功能并且提供合路光的在线监测口。OMU40单板(C波段)的主要功能指标如下:

①合波数量为40波；

②合波器类型为AWG(阵列波导型)或TFF(薄膜型)；

③工作波长为192.10～196.05THz。

OMU单板将不同波长的光信号通过合波器合到一根光纤中。在合路输出前，部分光送入光功率监测模块，由光功率监测模块提供在线监测口，并通过控制与通信单元向网管上报输出光总功率，如图7-12所示。

图7-12　OMU单板的工作原理(以OMU80单板为例)

(2)面板说明。

以OMU40单板为例，其面板示意如图7-13所示。

①面板标识:OMU40。

②指示灯:NOM，绿灯，正常运行指示灯；ALM，红灯，告警指示灯。

③光接口:CH n，光通道输入接口(n＝1～40)，LC/PC接口。

④激光警告标识(左下黄色三角形):提示操作人员，插拔尾纤时不要直视光接口，以免灼伤眼睛。

⑤激光等级标识(左下黄色长方形):指示OMU单板的激光等级为CLASS 1。

(3)单板应用。

OMU单板的CH n接口与OTU单板的线路侧接口、汇聚类单板(如SRM/GEM/DSA单板)的群路接口连接，接入符合G.694.1波长要求的光信号。

OMU单板的OUT接口与EOBA单板的IN接口相连，OMU单板的光纤连接关系如图7-14所示。

图7-13　OMU40单板面板示意

图7-14　OMU单板的光纤连接关系

3)ODU单板

图7-15　ODU40单板面板示意

(1)单板功能。

ODU单板与OMU单板在原理、结构和外形方面都很相似，不同的地方在于，ODU单板实现的是分波功能，其方向与OMU单板相反，甚至本任务提到的AWG和TFF两种原理的合分波单板可以互换使用(当然，基于方便维护的考虑，一般不这么做)。

(2)面板说明。

ODU40单板面板示意如图7-15所示。其与ODU40单板面板一致。

(3)单板应用。

ODU单板的光纤连接关系如图7-16所示。

其仅光方向与OMU单板相反。EONA为一种放大器，将在后面讲到。

3.光放大子系统

1)简介

光放大子系统在整个波分系统中起到补偿线路损耗、放大光信号功率的作用。本任务主要介绍目前波分网络中常用的掺饵光纤放大器单板。掺铒光纤放大器(SEOA)根据输出光功率和接收灵敏度的不同，又分为常用于发送端的SEOBA、常用于接收端的SEOPA，以及常用于光中继或接收端的EONA。值得一提的是中兴通讯的OTN设备中光放类单板集成了放大光信号和合/分监控光的功能。

图7-16　ODU单板的光纤连接关系

2)光放大单板的功能

SEOA单板的具体功能如下:

(1)SEOA单板使用C波段的掺铒光纤放大器(EDFA)实现对光信号的全光放大，补偿DWDM系统中由于光器件插入产生的损耗或光纤线路的衰减损耗，延长系统的无电中继距离。

(2)具有高瞬态响应特性，满足大带宽和中长距的传输需求。

(3)具有自动功率减弱(APR)功能，即系统在探测到链路上输入无光时，自动减弱SEOA单板的输出光功率。信号恢复时，系统重新启动，恢复SEOA单板的工作，保证在线路光纤的检修过程中，光功率电平处于安全范围之内。

(4)APR作用于一个光传输段(OTS)。当任何一个OTS出现故障时，不影响其他OTS段以及下游的告警。在处理过程中，每个接收端的SEOA放大器保证钳位输出，而发送端的SEOA放大器进行关断处理。

(5)单板内设有1 510/1 550合波器和分波器，实现监控通道波长(1 510 nm)光信号的上、下，但不对1 510 nm监控信号进行处理。

(6)具有性能监测和告警处理功能，检测EDFA光模块及驱动、制冷电路的相关光电性能，并上报网管。

(7)具有增益锁定和功率钳制功能。

(8)增益锁定:采用增益锁定的放大方式，增益锁定值可大范围调整，以适应不同中继距离的需求。在全输入和全工作温度范围内，增益调整的分辨率为0.1 dB。

3)工作原理(www.xing528.com)

EONA(OLA)单板的工作原理如图7-17所示。它左半边相当于SEOPA，右半边相当于SEOBA。

图7-17　EONA单板的工作原理

EONA单板的各个功能单元说明见表7-11。

表7-11　EONA单板的功能单元说明

图7-18　SEOBA、SEOPA单板面板示意

1—单板运行指示灯；2—单板内部通信指示灯；3—光接口；4—激光警告标识；5—激光等级标识

EONA单板的业务流向:

(1)光线路信号进入EONA单板后，由1 510/1 550分波器分离线路信号中的1 510 nm和1 550nm波长信号。

(2)将1 550 nm信号送入EVOA进行增益调整后，送入第1级EDFA模块进行放大，可接入DCM模块进行色散补偿。送入第2级EDFA模块进行放大，经泵浦光合波器耦合泵浦光，实现合波信号光放大，并在1 510/1 550合波器合入1 510 nm波长的监控信号后输出。

4)面板说明

SEOBA、SEOPA单板面板示意如图7-18所示。光接口说明见表7-12。

表7-12　光接口说明

5)单板应用

EONA单板典型的光纤连接关系如图7-19所示。

图7-19　EONA单板典型的光纤连接关系

(1)EOBA单板的IN接口接入OTM设备的合波光信号，OUT接口输出放大后的光信号，SIN接口接入SOSC单板输出的监控信号，MON接口与OPM单板连接。

(2)EOPA单板的IN接口接入线路光信号，OUT接口输出放大后的光信号，SOUT接口输出监控信号至SOSC单板，MON接口与OPM单板连接。

(3)EOLA/EONA单板的IN接口接入放大前的线路光信号，OUT接口输出放大后的线路光信号，SIN/SOUT接口与SOSC单板的输出/输入接口连接，MON接口与OPM单板连接。

4.交叉子系统

1)简介

交叉子系统包括交叉单元板、线路侧业务板和支路侧业务板等，交叉子系统实现了各种业务颗粒在电层的灵活调度和保护。

2)CSUB交叉单元板

(1)单板功能。

CSUB单板是安装在集中交叉子架上的时钟和信号交叉处理单元，通常配置2块，其功能见表7-13。

表7-13　CSUB单板功能说明

续表

(2)面板说明。

CSUB单板面板示意如图7-20所示。

CSUB单板指示灯与运行状态的对应关系见表7-14。

图7-20　CSUB单板面板示意

1—单板运行指示灯；2—主从时钟板指示灯；3—时钟状态指示灯

表7-14　CSUB单板指示灯与运行状态的对应关系

注:慢闪(1次/s)表示指示灯0.5 s亮，0.5 s灭；快闪(5次/s)表示指示灯0.1 s亮，0.1 s灭。

3)COMB支路板

(1)单板功能。

COMB单板作为集中交叉子系统的支路板，完成支路侧8路GE业务信号或4路STM－16业务与背板侧ODU1信号的复用与解复用功能。GE业务汇聚到ODU0，STM－16业务汇聚到ODU1，与COMB单板配合使用的交叉板是CSUB单板。

①支路侧:

a.提供8对光接口，每对光接口可以独立接入满足IEEE 802.3标准的GE光信号。每两个相邻端口为一组，即1－2、3－4、5－6、7－8四组。

b.提供4对光接口，每对光接口可以独立接入STM－16客户业务。

c.支持GFP相关性能检测。

②背板侧:

a.提供两个背板通道:通道A(来自7槽位CSUB单板)和通道B(来自8槽位CSUB单板)。每个通道承载4路双向的ODU1信号。

b.支持GFP数据包封装功能，符合G.704.1的要求。

说明:

①一组端口或两个光口接入2个GE业务，全接入即端口1～8为GE业务。

②第一个光口接入一个STM－16业务，全接入即1、3、5、7端口为STM－16业务。混合接入时，若3、7端口接入了STM－16，4、8端口将不再使用。

(2)面板说明。

COMB单板面板示意如图7-21所示。其中，ADD n是以太网支路光输入接口，DRP n以太网支路光输出接口。

4)LD2单板

(1)单板功能。

LD2单板实现双路10G业务下背板功能，作为线路侧业务板，采用光/电转换的方式将10G光信号转成电信号。

①线路侧:两个10G串行接口，支持速率10.709～11.09Gb/s的线路侧业务，将10 Gb/s速率的线路侧OTU2信号下背板进行解复用。线路侧支持AFEC。

②背板侧:用于实现ODU0/ODU1/ODU2业务下背板功能。

(2)面板说明。

LD2单板面板示意如图7-22所示。其中，L1T～L2T为线路侧光发送口，L1R～L2R为线路侧光接收口。

5.其他子系统

1)监控子系统

监控子系统实现网管对各网元的远程管理和控制功能，包括SNP、SCCA、SOSC、SEIA等单板。

(1)SNP单板。SNP单板作为节点控制处理器，采集和处理设备中各单板的告警和性能，并上报网管。管理和控制自动保护倒换(APS)，提供告警输入/输出信号给SEIA单板，通过SEIA单板将告警输出至列头柜或其他用户告警设备。它提供多子架管理功能(最多每个网元可管理127个子架)，提供大容量存储器如SD卡，存储网元历史数据。

图7-21　COMB单板面板示意

1—单板运行指示灯；2—支路光接口；3—以太网光口指示灯；4—激光告警标识；5—激光等级标识

图7-22　LD2单板面板示意

1—单板运行指示灯；2—光接口；3—光口指示灯；4—激光警告标识；5—激光等级标识

(2)SCCA单板。SCCA单板负责单子架或者多子架的总线消息转发。主子架上的SNP单板通过SCCA单板管理从子架，与SNP单板紧密配合实现网元内部通信。

(3)SOSC单板。SOSC单板支持100M以太网业务速率和OSPF协议多域划分，主要通过二、三层交换实现对ECC信息、公务信息、用户信息(透明用户通道)和控制信息的传输。它可接入4个光方向光监控信道(OSC)，通过同步以太网技术实现满足IEEE 1588V2标准要求的高精度时间传送。

(4)SEIA单板。SEIA单板用于提供以太网和总线信号的输入/输出接口。

2)光层管理子系统

光层管理子系统单板用于分析和管理波分主光通道中每一波的光功率、频率和信噪比。主要有光性能检测板OPM和光波长监控板OWM，前者只能分析性能，无法自动反馈控制单波波长，而OWM不但可以分析出合波中每一波的波长，且能自动校正波长偏移。

3)电源子系统

电源子系统包括电源板SPWA和风扇板SFANA。SPWA单板外部电源设备输入到电源板的－48 V电源接口，支持1＋1热备份功能。经过防反接、防雷击浪涌、滤波处理后，通过子架背板的电源插座为本子架内的各槽位单板提供－48 V电源。此外，SPWA面板上还提供了子架级联的GE光接口(内部连接至监控子系统中的二层交换)。风扇板SFANA监控风扇的运转状况以及风扇插箱的温度，将风扇的转速和插箱的温度上报主控板。

任务实施

1.单板任务1

各团队学习OTN知识(视频7－2)，各小组分别到OTN机房参观，掌握波分系统硬件结构分类，讲解各子系统常用单板的功能，并识别其在系统中的位置。团队内部制作课件进行研讨并汇报。

2.单板任务2

各团队学习分析监控子系统、光控管理子系统和电源子系统，团队内部制作课件进行汇报。

任务总结(拓展)

各团队讲解波分系统有哪些子系统。