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ROADM技術及中興通訊解決方案
點擊次數(shù)：4709 發(fā)布時間：2009-5-22
魏曉強
一、網(wǎng)絡智能化引發(fā)ROADM熱潮
目前,，DWDM設備已經(jīng)廣泛應用于各級傳輸網(wǎng)絡的建設,，從骨干網(wǎng)絡到本地及城域核心網(wǎng)絡,。DWDM設備組網(wǎng)也從簡單的點對點拓撲過渡到環(huán)網(wǎng)拓撲,、兩環(huán)相交拓撲以及復雜的格形組網(wǎng),，zui終將實現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)拓撲,。業(yè)務類型由以TDM（Time Division Multiplexing,，時分多路復用）業(yè)務為主的電路交換業(yè)務過渡到以IP為主的數(shù)據(jù)業(yè)務。數(shù)據(jù)業(yè)務的快速增長對網(wǎng)絡拓撲以及設備的功能提出了更高的要求,。由于數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展的不確定性及前期預估難度的增加,，要求設備提供更多的智能化功能,，以便在網(wǎng)絡拓撲及業(yè)務分布發(fā)生變化時能夠快速響應，實現(xiàn)業(yè)務的靈活調(diào)度,。
實現(xiàn)網(wǎng)絡的智能化要求波分設備能夠提供基于波長的可配置功能,，即波長可配置的ROADM設備。相對于固定光分插復用設備OADM,，ROADM可以在無需人工現(xiàn)場調(diào)配的情況下實現(xiàn)任意兩點間的連接,，實現(xiàn)對波長級的上下路及直通配置。ROADM技術可以增加波分網(wǎng)絡的彈性,，使運營商遠程動態(tài)控制波長傳輸?shù)穆窂?，大大簡化初期的網(wǎng)絡規(guī)劃難度；ROADM設備的靈活性可以充分滿足數(shù)據(jù)業(yè)務的需求,；ROADM通過提供節(jié)點的重構(gòu)能力使得DWDM網(wǎng)絡可以方便的重構(gòu),，無需人工操作，極大地提升了工作效率及對客戶新需求的反應速度,，同時有效降低了運營和維護成本,。因此，國內(nèi)外運營商開始關注ROADM設備的發(fā)展并開始規(guī)劃固定OADM節(jié)點向ROADM節(jié)點設備的投資轉(zhuǎn)移,。
二,、 ROADM實現(xiàn)技術簡析
ROADM系統(tǒng)設備多采用集成化的ROADM器件實現(xiàn)波長可重構(gòu)功能，同時還具有網(wǎng)元監(jiān)控管理,、功率放大補償以及自愈保護等功能,。目前ROADM器件的實現(xiàn)，從結(jié)構(gòu)上主要分為三種類型：
● 解復用/開關（矩陣）/復用（Demux/Switch/Mux）,；
● 廣播/選?。?/span>Broadcast and Select）；
● 波長選擇開關,。
1. 解復用/開關（矩陣）/復用結(jié)構(gòu)
圖1 Demux/Switch/Mux結(jié)構(gòu)示意圖
圖1為解復用/開關（矩陣）/復用ROADM節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖,。該結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)的ROADM結(jié)構(gòu)，所有波長被解復用至通道層,，然后經(jīng)過開關矩陣進行處理,，輸出至本地下路端口或者直通端口，直通波長經(jīng)過復用器合波后輸出,，本地上路經(jīng)過開關矩陣后輸出至直通端口合波輸出。
這種結(jié)構(gòu)的特點：
● 優(yōu)點：復用器/解復用器技術成熟可靠,，節(jié)點內(nèi)部插損較小,，上下路波長較多時成本較低，便于升級到OXC,；
● 缺點：模塊化結(jié)構(gòu)差,，初期配置成本高,，大容量交叉矩陣可靠性有待提高。
2. 廣播/選取結(jié)構(gòu)
圖2 廣播/選取結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為廣播/選取ROADM節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖,。這種結(jié)構(gòu)采用波長阻斷集成器件實現(xiàn)波長的直通和阻斷,。波長阻斷集成器件可采用PLC技術、MEMS技術以及液晶技術實現(xiàn),。
具體實現(xiàn)過程：
● 輸入信號經(jīng)過功率分配耦合器下路并直通,，實現(xiàn)廣播功能；
● 下路光信號經(jīng)過可調(diào)諧濾波器實現(xiàn)波長的端口指配下路,，也可以通過固定濾波器實現(xiàn)解復用下路（不具備下路端口指配功能）,；
● 波長阻斷器能夠?qū)崿F(xiàn)對本地上路波長的阻斷，同時還具有對直通波長實現(xiàn)功率均衡功能,；
● 直通波長和本地上路波長經(jīng)過合波后輸出,，其中本地上路波長采用可調(diào)諧波長業(yè)務單板時上路端口可實現(xiàn)任意指配功能；
● 通過遠程網(wǎng)管中心控制可調(diào)諧業(yè)務單板,、可調(diào)諧濾波器以及波長阻斷器實現(xiàn)節(jié)點ROADM功能,。
該結(jié)構(gòu)的特點：
● 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，模塊化程度好,，預留升級端口時可支持靈活擴展升級功能,，上下路波長較少時成本低，支持廣播業(yè)務,，具備通道功率均衡能力,；
● 缺點：上下路波長較多時成本較高（獨立的可調(diào)諧濾波器成本高），不易過渡至OXC,。
3. 波長選擇開關結(jié)構(gòu)
圖3 波長選擇開關上路結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為將波長選擇開關作為上路應用的結(jié)構(gòu)示意圖,，一般應用于HUB節(jié)點多方向的波長業(yè)務調(diào)度。
如圖3所示,，復用波長經(jīng)過功率耦合器分為下路和直通波長,。下路波長經(jīng)過可調(diào)諧濾波器或者波長選擇開關實現(xiàn)波長的端口指配下路，串入的波長選擇開關對直通波長和上路波長進行選擇后經(jīng)過合路端口輸出,，該結(jié)構(gòu)支持廣播業(yè)務和多路光方向的波長調(diào)度功能,。
圖4 波長選擇開關下路結(jié)構(gòu)示意圖
圖4是將波長選擇開關的下路應用的結(jié)構(gòu)示意圖，這種結(jié)構(gòu)常應用于環(huán)網(wǎng)雙向拓撲,。
如圖4所示,，復用波長經(jīng)由串入的波長選擇開關，對本地下路波長進行選擇端口下路,；其它非本地下路波長進行直通,，與本地上路的波長信號進行合波后輸出；本地上路采用波長可調(diào)諧的業(yè)務單板實現(xiàn)上路端口指配,。
波長選擇開關集成器件多采用MEMS技術和液晶技術實現(xiàn),，該方案的特點如下：
● 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單,，端口指配靈活，波長擴展及方向擴展性較好,，易于過渡到OXC,；
● 缺點：上路類型節(jié)點成本較高，下路類型不支持業(yè)務廣播功能,。
綜上所述,，三種結(jié)構(gòu)各有所長，但波長選擇開關結(jié)構(gòu)以其靈活的結(jié)構(gòu),，既可支持業(yè)務廣播功能,，也適應于向多方向的ROADM結(jié)構(gòu)擴展，因此實際產(chǎn)品多采用該結(jié)構(gòu)類型,。
三,、 中興通訊ROADM產(chǎn)品類型及特點
從技術實現(xiàn)方案來看，波長選擇開關方案具有較好的靈活性,，可支持波長及光方向的擴展,，受到設備廠商的青睞。但由于目前市場尚未規(guī)模應用,，器件價格較貴,，相對于固定波長上/下的OADM來說成本仍比較高，這是限制ROADM設備廣泛應用的重要因素,。設備智能化的特性與高昂的成本相比較,，所帶來的收益還不足以促使所有運營商增加網(wǎng)絡建設投資購買ROADM設備，除非設備成本進一步下降或者運營商在一些網(wǎng)絡上進行戰(zhàn)略投資才有可能真正選用ROADM設備進行組網(wǎng),，因此低成本的ROADM方案和逐漸過渡的分步實現(xiàn)策略成為比較現(xiàn)實的發(fā)展之路,。中興通訊在深入分析市場客戶不同層次的智能化需求和綜合對比現(xiàn)有各種技術優(yōu)勢基礎上，規(guī)劃了多種ROADM產(chǎn)品類型,，以適應不同客戶在功能,、成本方面的多種應用需求，圖5為中興通訊ROADM產(chǎn)品類型及演變的趨勢,。
圖5 ROADM產(chǎn)品類型及演變趨勢
1. 低成本ROADM產(chǎn)品
低成本的ROADM產(chǎn)品主要指上下路端口固定或者上路端口固定產(chǎn)品類型,，主要應用于需要遠程配置波長上下路來實現(xiàn)業(yè)務分布的變化。
ROADM按功能分類有上下路固定端口的WB ROADM和上路固定端口的WSS ROADM兩種類型：WB ROADM采用固定濾波器分波和固定上路波長業(yè)務單板,，由于省去了高昂的可調(diào)諧濾波器和可調(diào)諧激光器而降低了成本,，不支持上下路的端口指配功能；WSS ROADM采用固定上路波長業(yè)務單板,，下路端口可實現(xiàn)指配,。具體使用過程中應根據(jù)市場應用的需求靈活選取相應類型，低成本的ROADM產(chǎn)品適用于需要波長上下路配置，對端口指配不做要求的市場應用領域,。
2. 全功能ROADM產(chǎn)品
該類型的產(chǎn)品可實現(xiàn)上下路波長重構(gòu)并對上下路端口實現(xiàn)指配功能（any wavelength to any port），功能靈活,，可用于組建智能化要求較高的網(wǎng)絡,。包括上下路可指配端口WB ROADM類型和上下路可指配端口WSS ROADM類型：WBROADM類型需要可調(diào)諧濾波器和可調(diào)諧波長的業(yè)務單板配合；WSS ROADM類型需要同時配置可調(diào)諧波長的業(yè)務單板,。全功能ROADM產(chǎn)品的成本降低依賴于WSS,、可調(diào)諧濾波器等集成器件的成本下降。
基于目前集成器件成本較高導致ROADM設備成本高昂的情況,，結(jié)合市場實際應用需求,，選擇低成本ROADM方案提供智能化網(wǎng)絡的解決方案為當前的*方案，隨著器件成本的下降,，將來可逐漸過渡到全功能的解決方案,。
目前中興通訊已成功推出了Unitrans 系列 ROADM設備，包括低成本ROADM產(chǎn)品和全功能ROADM產(chǎn)品,，滿配置的情況下可實現(xiàn)40波/80波*上下路,，全功能類型可實現(xiàn)“Any wavelength to any port”，其靈活強大的波長可重構(gòu)功能可充分滿足客戶對業(yè)務進行任意調(diào)度的需求,；并具有對直通和上路波長進行功率均衡的功能,，滿足線路傳輸?shù)男枰３浞挚紤]運營商的長遠發(fā)展需求,，中興通訊 ROADM秉承了多年來的成熟技術積累,，具備完善的升級功能，可為客戶真正實現(xiàn)“Pay as grow”,，降低CAPEX,。在系統(tǒng)的部署初期、業(yè)務分布比較固定的情況下,，可先部署固定波長上下路的系統(tǒng),，之后隨業(yè)務增長再加入部分波長可調(diào)諧的OTU，既可以滿足日益增長的新業(yè)務需求,，同時還保障了用戶的原有投資,，是當前ROADM建網(wǎng)的*方案。
四,、 小結(jié)
DWDM網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢是提高網(wǎng)絡的智能化水平,，ROADM設備以其靈活強大的波長可重構(gòu)功能為智能化網(wǎng)絡提供解決方案。本文列舉了目前ROADM設備的主要技術實現(xiàn)方案以及中興通訊的多種解決方案,，結(jié)合實際市場需求可選擇不同的產(chǎn)品類型組建網(wǎng)絡,。ROADM設備的價格因素仍是廣泛應用前需要關注的重點，同時基于ROADM設備開發(fā)具備自動波長調(diào)度智能化功能的協(xié)議支持將是ROADM設備廠商研究的方向之一。