F 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书

开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 分布式存储技术与产业分析报告 1 [编号ODCC-2022-0300F] 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书 开放数据中心标准推进委员会 2022-09发布 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 版权声明 ODCC（开放数据中心委员会）发布的各项成果，受《著作权法》保护，编制单位共同享有著作权。 转载、摘编或利用其它方式使用ODCC成果中的文字或者观点的，应注明来源：“开放数据中心委员会ODCC”。 对于未经著作权人书面同意而实施的剽窃、复制、修改、销售、改编、汇编和翻译出版等侵权行为，ODCC及有关单位将追究其法律责任，感谢各单位的配合与支持。 I 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 编制说明 本白皮书在撰写过程中得到了多家单位的大力支持，在此特别感谢以下参编单位和参编人员： 参编单位（排名不分先后）： 阿里云、百度、腾讯、快手、中国信息通信研究院（云大所）参编人员（排名不分先后）： 张欢、周谞、李方超、李建强、王少鹏、孙聪 II 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 前言 随着数据通信带宽的需求进一步增加，原来在C波段之上的单光纤承载能力到达极限，在带宽受限的情况下有必要扩展L波段的频谱以提供更大带宽的传输能力。 在开放光传输的系统中，由于设备之间相互解耦，因此整个系统需要遵循一定的设计规则。 本项目的目的在于定义一个可扩展的，基于成熟供应生态的C+L系统以及相关的技术规格。促进生态的供需双方更好地理解需求并提供合适产品。 下图为本规格主要涉及内容： 图1规格主要涉及内容 III 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 目录 版权声明I 编制说明II 前言III 一、开放解耦1 二、C+L波长范围2 三、C+L眼保功能3 （一）线路中断眼保功能3 （二）触发4 1．恢复5 （三）站内眼保功能5 1．触发：5 2．恢复：6 四、EDFA类板卡功能7 （一）EDFA公共部分：7 1.BA，PA和ILA9 2.OCM10 3.OSC10 4.VOA10 5.C/LMux&DeMux11 五、线路放大11 六、光终端放大12 IV 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 七、光线路均衡（DGE：dynamicgainequalizer）12 八、ROADM功能13 （一）WSS板卡14 （二）方向连接发现15 （三）自动锁功率功能15 （四）接口形态及线序16 （五）ASEsource功能18 九、质量管控建议18 V 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 一、开放解耦 本规范定义系统中的设备适用ODCC开放光网络的设备模型。设备支持通过RFC6020里定义的YANG语言模型规范来描述设备，包括各个配置和状态参数。设备YangModel的定义应兼容OpenConfig组织对相关电层和光层设备模型的定义http://openconfig.net/。 设备北向接口支持Netconf协议标准(RFC6241,NETCONFv1.1)，支持Streammingtelemetry方式的性能上报，支持SNMP,Notification等告警上报方式。 电层和光层支持异构解耦。光层C和L根据具体形态，支持C&L合一设计，C+L异构解耦设计两种形态。 图2C&L合一设计 C&L合一设计 C&L合一设计中C和L的功能单元集成在同一个硬件板卡内。WSS，EDFA等核心器件可以由C和L的单独模块构成，也可以由一个同时支持C和L的模块组成。C&L合一方案中一个光方向共享一个OSC波长。 1 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 图3C+L解耦设计 C+L解耦设计 C+L解耦设计中的C和L的功能单元由不同设备提供，通过C波段设备内置的C/L耦合器合分波。 二、C+L波长范围 在解耦系统中波长要求如下所示： 图4Lband波长范围 其中Cband频率范围191.35THz~196.15THz（1566.73nm~1529.16nm），Lband频率范围186.05THz~190.85THz（1611.35nm~1570.83nm），系统中 2 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 的所有Lband相关设备，包括WSS,EDFA,OCM,VOA等均需要支持该范围的波长。通带中具体的中心波长选取应满足ITU-TG.694定义。 注：上述频率范围为定义为边缘到边缘的频率。LbandOSC波长选取： 对于Lband和Cband异构的系统，Lband需要有独立的OSC，建议选取1625nm+/-6nm附近波长作为OSC波长。C、L的OSC波长应在C/L合分波单元的滤波范围之内。 对于Lband和Cband合一的系统，可以共用OSC通道，建议选取范围1510nm+/-6nm附近波长作为OSC波长。 三、C+L眼保功能 C+L系统中入纤功率较大，将超过安全阈值，大功率点需采用保护连接光纤，系统需满足安规IEC60825的要求，支持外部断纤点断纤自动光功率保护 （AutomaticPowerReduction，APR）等功能。和站内断纤，断纤点光功率保护功能 （一）线路中断眼保功能 APR触发后C/LbandEDFA线路功率关断。 当C+L系统采用异构方式的时候，C和L的APR独立触发。 当C&L系统的C和L集成在同一个板卡内，C和L的APR依赖同一个OSC的波长，在断纤的时候同时触发APR。 放大器工作在AGC模式。当光放输入LOS的时候输出需要自动关断，EDFA的关断的时间小于10ms。 3 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F APR实现方式建议基于以太网OSC，通过DWDM光LOS和OSC通道的linkdown实现上下游激光器关断；具体实现方式建议如下： 图5APR实现方式（a）光纤中断（b）中断恢复 （二）触发 当（1）节点2的接收PD检测到DWDM信号光LOS；同时（2）节点2的接收光放的OSC检测到以太网linkdown，则触发节点2APR流程： （1）节点2放大器B输入无光关pump。 （2）节点2回传给节点1的光放（光放C）将完全关闭。此时节点2APR已经触发。 （3）节点1OSC检测到以太网linkdown。同时节点1接收的PD检测到DWDM信号光LOS，触发节点1的APR流程： （4）节点1放大器D输入无光关pump。 4 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F （5）节点1发往节点2的光放A完全关闭。此时节点1APR已经触发。1．恢复 当光纤中断恢复，将触发如下流程： （1）节点2的OSC接收侧检测到从节点1发来的OSC信号。节点1和节点2之间的OSClinkDown清除。 （2）节点2打开光放B和光放C；节点1打开光放A和光放D （3）此时链路恢复。 （三）站内眼保功能 当C或者L朝向节点内的光放大器，预放(Pre-amplifier:PA)输出功率大于21.5dBm，PA输出端口发生断纤的时候需要启动站内的眼保功能，将PA输出降低到10dBm以下。PA出口的断纤判断可以由光放板卡自身输出口的反射来判断，或者由同设备的下游板卡输入口PD探测来实现(例如不带保护ROADM中WSSSig口输入PD；)。本规格书不强制要求采取何种方式来判断。 站内眼保的功能框图如下：1．触发： 5 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 图6站内眼保的功能框图-触发 其中插损过大判断的阈值是大于（待定）端面反射判断连接中断阈值是大于（待定）2．恢复： 图7站内眼保的功能框图-恢复 6 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 其中插损恢复判断的的阈值是小于2dB端面反射判断连接中断恢复阈值可设置。 四、EDFA类板卡功能 EDFA用于多种设备中，包括光均衡站，光ROADM站,光放大站,光线路终端等。按照功能类型包括功率放大器BA,预放大器PA,线路放大器LA。 （一）EDFA公共部分： BA,PA,LA需支持输入输出光功率的读取，具体包括EDFA模块的输入输出总光功率，主光路面板输入输出总功率。其中OCM所读取的光功率校准到EDFA输出点。 Lband板卡绕纤内宏弯半径需避免长波长额外损耗（例如>30mm）面板接口采用LC，原则上满足左出右进顺序。 EDFA支持无光关pumpenable/disable当enable的时候输入无光需要关pump。当disable的时候，输入LOSPUMP不关断。 BA,PA,LATransient时间要求： 无光关pump下从LOS触发到关pump时间不超过10ms无光关pump的时候LOS触发防抖动时间需要大于5ms增益范围内增益设置响应时间不超过200ms 增减波情况：（增减波时间按断纤时间1us考虑） 7 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 图8EDFAtransient示意图 16.8dB增减波（48波<->1波，默认tilt下）transient时间: SettingTime<1ms 过/欠冲增益GainExcursion<1dB，GainError<1dB 功率检测精度：LOS阈值之上的功率检测精度小于0.5dB。 增益精度：增益范围内设置增益和实际信号增益的差别在+/-0.5dB以内TILT精度：在band范围内实际tilt和设置tilt的差别在+/-0.5dB以内 增益ripple：（-3~0dBTILT范围内）band内去除tilt影响后不同波长ripple小于+/-0.5dB 对于最大输出功率超过21.5dBm的EDFA支持APR。 8 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F 为防止Cband泄漏到Lband的光影响L的增益定标，LOS上报，在LbandEDFA输入PD检测路径需具备C/L滤波器件（不在主光路），综合隔离度Cchannel@commonin->Lout大于40dB CbandEDFA线路口（C和L合波后公共输出口）端口损伤功率阈值需要大于26dBm 1.BA，PA和ILA: 针对功率放大（BoosterAmplifier:BA）预置放大（Pre-Amplifier:PA）和线路放大(InLine-Amplifier:ILA)。本规范不定义增益范围，噪声范围，功率范围等具体参数。仅定义在C+L系统中的额外要求： 在C+L的各种站点中，C和L的输出饱和功率在输出面板口应一致，差异小于1dB。 在C+L异构的系统中考虑L波段从面板出来后还需要额外滤波（参考各种站点架构图）。异构系统中的L的饱和功率可考虑适当大于C的饱和功率（如大于1dB） 在C&L合一的系统中面板输入输出口需分别上报C、L的功率和总功率。 应支持tilt的设置，tilt所设置值为各自Band内的斜度。在C+L系统中受到SRS的影响，建议设置的tilt范围大于（-4~1）dB 在C+L的各种站点中，C和L的输入无光关pump的功率阈值和关pump时长应一致。 在C+L的各种站点中，C和L的对应增益设置范围。 在C+L异构的系统中考虑L波段需要从C波段内置的滤波器件上下。因此异构系统中的L的增益可设置范围可考虑在C的增益设置范围基础上增加适当的范围（如ILA范围增加2dB，PA,BA范围增加1dB） 9 开放光网络C+L系统及器件规格白皮书ODCC-2022-0300F C/LEDFA在同样增益情况下的NF差异<2dB 为减少放大器型号，PA,I