ROADM光层重构承载网新日

随着IPTV、三重播放、VoIP等各种新型电信业务的兴起，人们发现，这些以IP为承载协议的业务已经迅速遍及电信各个领域，业务网络的IP化和承载网络的分组化转型已经成为不可逆转的潮流。在这种趋势下，运营商的整个网络架构也在发生转变，业务的融合期待着光层作为基础承载层的融合，使其成为更加适于承载IP/MPLS以及电信级以太网业务的分组传送网。这些新型的电信业务与传统的电信业务相比，具有更高的动态特性和不可预测性，因此需要传输承载网提供更高的灵活性。

超长距密集波分系统的成熟，使得网络业务的真正瓶颈从带宽建设转移到带宽管理上，在核心的网络节点上，往往需要处理数十个甚至上百个波长，而超长距的传输能力，使得更多的节点需要具备更多的上下波长能力。作为基础承载网络，在更为激烈的市场竞争环境下，需要更快的业务提供以及各种层面的网络保护和恢复能力。

因此，作为传统物理层的光层组网，也要适应新一代承载网络的分组化、业务化、带宽大颗粒化、动态化的组网需求。DWDM密集波分复用系统是当前最常见的光层组网技术，通过复用/解复用器可以实现数十波甚至上百波的传送能力。但是当前的波分复用系统，其本质上还是一个点到点的线路系统，大多数的光层组网只能通过终端站(TM)实现的光线路系统构建。稍后出现的OADM光分插复用器，逐渐迈出了从点到点组网向环网的演进。但是由于OADM有限的功能，通常只能上下固定数目和波长的光通道，并没有真正实现灵活的光层组网。因此，从某种意义上说，早期的波分复用系统并没有实现真正意义上的光层组网，难以满足业务网络IP化和分组化的要求，例如网络的业务调度能力、可靠性、可维护性、可扩展性、可管理性等。这种情况直到ROADM的出现才得以改善。为了满足IP网络的需求，基础承载网的建设逐渐采用一种以可重构光分插复用设备(ROADM)为代表的光层重构技术，为基础承载网的建设提供了全新的思路。

ROADM是一种类似于SDHADM光层的网元，它可以在一个节点上完成光通道的上下路(Add/Drop)，以及穿通光通道之间的波长级别的交叉调度。它可以通过软件远程控制网元中的ROADM子系统实现上下路波长的配置和调整。目前，ROADM子系统常见的有三种技术：平面光波电路(PLC)、波长阻断器(WB)、波长选择开关(WSS)。

平面光波电路ROADM是一种基于硅工艺的集成电路，可以集成多种器件，如光栅、分路器以及光开关等。它通过集成的阵列光波导(AWG)实现波长复用和解复用，集成的光开关实现波长直通或阻断并加入(Block-and-Add)，可变光衰耗器(VOA)实现每通道的光功率动态均衡。PLCROADM上下路的通道是彩色光，这意味着只有预定义的彩色波长可以在每个端口上下，并可配合可调滤波器和可调激光器使用。由于PLC的集成特性，使其成为低成本的ROADM解决方案之一。

波长阻断器用阻断下路波长通过来实现功能，它可以支持较多的光通道数和较小的通道间隔，具有较低的色散，并可实现多个器件的级联，易于实现光谱均衡。但波长阻断器需要额外的上下路模块来构建系统，上下路配合可调滤波器和可调激光器。从本质上讲，WB是一个二维器件，通常在构建系统中由多个分立器件构成，体积较大，但可以支持100GHz和50GHz的波道间隔，并且技术成熟，成本较低，因此适合用于LH和ULH系统。

波长选择交换器是近年来发展迅速的ROADM子系统技术。WSS基于MEMS光学平台，具有频带宽、色散低，并且同时支持10/40Gbit/s光信号的特点和内在的基于端口的波长定义(Colorless)特性。采用自由空间光交换技术，上下路波数少，但可以支持更高的维度，集成的部件较多，控制复杂。基于WSS的ROADM逐渐成为4度以上ROADM的首选技术。

三种ROADM子系统技术各具特点，采用何种技术，主要视应用而定。根据对北美运营商的统计，超过70%的需求仍然是二维的应用，而只有约10%的ROADM节点，将会采用四维或以上的节点。因此，基于WB/PLC的ROADM，可以充分利用现有的成熟技术，对网络的影响最小，易于实现从FOADM到二维ROADM的升级，具有极高的成本效益。而基于WSS的ROADM，可以在所有方向提供波长粒度的信道，远程可重配置所有直通端口和上下端口，适宜于实现多方向的环间互联和构建Mesh网络。因此，三种技术各有所长，在不同的网络应用中都有相应的地位。

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