基于100G+ROADM传输技术的研究与应用

许健荣 吴文浩 陈建义

（中国电信广东公司网络监控维护中心 广东 510120）

0 引言

随着物联网、云计算、移动宽带、OTT视频业务的快速发展，100Gb/s技术已经逐渐从幕后的技术研究走向了商用前台，尤其是最近两年国内发展更为迅速。同时，随着电信市场开放程度逐渐提高，如何摸索能够使效率最大化的商业模式和运营方式，将成为运营商在市场上制胜的关键。

1 现网主要技术问题

当前运营商所采用的传输技术基本能满足业务发展的需要，但也存在一些潜在的问题：

（1）现有的10G/40GWDM系统缺乏低速率接口和调度能力，无法提供低速业务的灵活复用和快速调度。

（2）现网40G WDM系统只支持40G POS端口，无法满足路由器40G及以上速率接口以太化的需求。

（3）在光缆线路上，部分90年代敷设的骨干光缆投产时间较长，即将达到或超过设计寿命。部分光缆偏振模色散（PMD）较大。

（4）现有的40G WDM系统对线路色散、非线性、信噪比等有着非常严格的要求，系统维护和恢复难度较大，运营效率不高；

（5）现有10G/40G系统在开放业务时，经常需要进行多个站内背靠背ODF波道跳接，业务开通或故障抢修时人工操作程度高。

为了使传输网能更好的适应未来业务发展的需要，采取新技术、解决现有问题成为当务之急。

2 100G技术

传送网100G技术主要包括100G编码调制技术、FEC技术以及100G线路传输技术等。先进的编码调制技术是实现超长距离、大容量波分传送技术的关键。

2.1 编码技术

QPSK在40G系统中得到广泛应用，在100G系统中也成为最成熟的选择。同时100G采用了偏振复用（PDM）方案。偏振复用技术利用光信号的两个偏振态之间相互正交特性来实现在同一个光载波上携带两路信息，使得信号码元速率下降一半，从而大大降低了对（光）电器件的带宽要求。

2.2 相干技术

相干调制，就是利用要传输的信号来改变光载波的频率、相位和振幅(而不像强度调制那样只是改变光的强度) 。相干检测，就是利用一束本机振荡产生的激光与输入的信号光在光混频器中进行混频，得到与信号光的频率、位相和振幅按相同规律变化的中频信号。相干通信本身无法提高色散容限，但通过高速DSP算法处理将PMD、CD做补偿处理可大幅提升PMD、CD容限，使光传输系统具有足够的色散容限和偏振模容限，无需考虑线路传输上的色度色散和偏振模色散的影响。

2.3 基于OTN的100G技术优点

（1）高速大容量长距传输：基于相干接收和偏振复用技术的80x100G WDM设备已成熟，具备1000公里以上的传输能力；取消色散补偿模块（DCM）、提升富裕度和网络性能。

（2）消除线路非线性效应：减少了线路放大器的数量和ASE噪声的影响，降低了线路成本，提升了系统长距离传输的能力。

定义 3[9] (1) Hom-Jordan李代数(L,[·,·]L,α,δ)称为保积的,若α为态设,满足α([x,y])=[α(x),α(y)]; (2) 子空间η⊆L称为Hom-Jordan李代数(L,[·,·]L,α,δ)的Hom理想,若α(η)⊆η并且[x,y]η, ∀η, L。

（3）减小了线路传输时延：不同于40G系统，100G数字信号处理自适应色散补偿算法收敛迅速，保护恢复时间小于50ms，完全满足电信级恢复时延的要求。

（4）大容量OTN交叉：商用化的OTN设备支持的最大交叉容量可达6.4T，支持SDH、以太网和OTN等多种业务接口。

3 ROADM技术

由于受到40G系统色散容限较小的限制，造成无法穿越多级ROADM，因此ROADM应用不足；随着100G商用的快速推进，WSS器件的价格下降，100G+ROADM的应用可在下一阶段的网络建设中分步部署。

3.1 光分插复用技术

ROADM是Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer的缩写,即可重构光分插复用器，是一种网络节点设备。它可以通过网管操作将网元和网络进行重新配置，能够动态完成多个波长在同一个网元节点的上下路或直接穿通，并具备控制和管理波长性能的功能。

3.2 ROADM技术优点

（1）40G由于色散容限问题无法实现多级ROADM穿通，100G OTN与ROADM技术相互结合，而能够实现较好的应用价值。

（2）ROADM工作在全光层面，业务传送效率高，带宽高时延小，适合不断增长的带宽需求。ROADM 设备的灵活性易于实现网络扩展，随业务发展而逐步增加投资；

（3）利用ROADM 具备的波长通道在各个方向之间的灵活配置能力，实现智能配线架，完成枢纽节点的波长通道多方向调度问题；

（4）在无需人工现场调配的情况下，ROADM 可实现对波长的上下路及直通配置，极大降低后期维护工作的难度，减少波长型业务开通和故障抢修的人工干预环节。

（5）ROADM 采用ASON/GMPLS 控制平面，支持多种网络保护/恢复，生存性强。ROADM 通过提供节点的重构能力极大提升工作效率及对客户新需求的反应速度。

4 100G+ROADM部署建议

骨干ROADM 组网可采用3种组网结构：

（1）局部具备多维度光缆路由的枢纽站点设置ROADM节点，根据业务发展规划，部分波道采用WSS上下业务，部分采用传统OMU、ODU上下业务，此种组网方式能够较好地针对重要客户业务设立专网，快速提供质量高、时延小、带宽高的业务，同时能够节省网络建设成本，仅对重要客户提供差异化服务。ROADM组网初期，推荐使用此组网方式。

（2）多维度光缆路由的枢纽站点设置ROADM节点，并与链状/环状的WDM/OTN 系统相结合，此种组网方式具备第一种组网方式的优点，但相对建网成本较高。

（3）全网ROADM 组网，在目前技术发展水平线之下，全网需要统一厂商和设备型号，可以通过全网建设多个ROADM 网络平面的方式引入多厂商的竞争，此种组网方式成本最高，不建议初期部署。

5 结束语

本文结合网络特点，深入分析了100G、ROADM等关键技术，对ROADM 设备在网络中的应用提出了部署建议。可以预见，ROADM 光交叉与OTN 电交叉技术相结合，将成为光传送网组网技术的主要方式，推进光传送网面向业务发展的成功转型。

[1]彭江波等 ROADM技术的应用分析与新型设备形态的构想，光通信研究，2010年3期

[2]刘春燕 OTN设备的光层调度技术，科技风，2011年9期

[3]通信行业标准《可重构的光分插复用（ROADM）设备技术要求》