下一代ROADM关键技术与应用

>> 江苏省邮电规划设计院有限责任公司 易准

下一代ROADM关键技术与应用

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一 引言

近年来，由于包括数据通信、视频、移动互联网及云计算等各种类型业务的普及，Internet流量不断增长。未来五年内，移动网数据流量预期增长十倍或更多，同时将成为网络中的主要流量。数据流量的快速增长，促使光网络中ROADM的结构技术不断演进，可重构的ROADM网络，使运营商通过重路由流量在链路或设备单故障的情况下提供更高的服务可靠性。相对于传统通信来说，这种数据流量在城域网和核心网中显得更加动态，在这样的网络中，下一代波长无关、方向无关和竞争无关（colorless, directionless and contentionless，CDC）ROADM，可以实现任意波长可以从任意方向的任意端口上下，从而实现波长通道的恢复和网络的可重构，在未来网络中起到很重要的作用。通过应用一种紧凑型的高端口数（high port count，HPC）波长选择开关（wavelength selective switch，WSS），可以实现简单经济的CDC ROADM。

二 ROADM结构

图1所示为ROADM的体系结构，由两个功能模块组成。其中一个提供波长交叉连接（WXC）功能，另一个提供波长上下路功能。WXC模块无需光/电/光（O/E/O）的转换即可改变光信号，而波长上下路模块则可以从转发器指配光信号到WXC模块。两个功能模块都可以在灵活栅格波长分配下工作，每个功能模块可以根据功能分为若干类型。WXC功能模块可以分为广播和选择（broadcast and select，B&S）结构和路由和选择（route and select，R&S）结构，而波长上下路功能模块可以分为四种类型：固定型、波长无关、波长无关方向无关（colorless and directionless，CD）、CDC。CD和CDC ROADM能从转发器设置任意波长和任意方向的光信号。通过使用CD和CDC ROADM我们能够远程控制优化维护波道的设置，可操作性和可靠性也将得到提升。除了以上这些功能外，通过引入传送网SDN，有可能提供更多需要的新业务类型。近年来，CD或CDC ROADM已经开始应用在核心网和城域网中，根据WXC模块的类型及上下波长模块的功能配置，网络中存在各种不同的CD或CDC ROADM节点类型。

总而言之，一个合适的节点配置取决于该节点线路方向的维度及波长上下的数量，节点最大的上下波长数则取决于设备端口数的限制。

图1 ROADM结构

三 CD/CDC ROADM技术

WSS和组播交换模块（multicast switches，MC-SW）是实现简单CD/CDC ROADM的关键器件。本节，我们将讨论CD/CDC ROADM的配置及所使用的技术。

图2 CDC ROADM结构示意图

图2（a）所示为使用常规1×9WSS的ROADM结构，图2（b）所示为使用双向1×20WSS的ROADM结构。从图中可以看出，常规CD/CDC ROADM结构复杂，因此，WSS的端口数被限制为9，而扩展上下路端口光分路器，需要增加WSS和光放大器，这将导致设备尺寸和成本增大。最近，业界开发出了一种紧凑型一体化的HPC WSS，如图2（b）所示，通过