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ROADM：光層重構(gòu)承載網(wǎng)

訊石光通訊網(wǎng)   發(fā)布時(shí)間:2008/8/1 9:15:02   編者:iccsz    
摘要：隨著IPTV、三重播放、VoIP等各種新型電信業(yè)務(wù)的興起，人們發(fā)現(xiàn)，這些以IP為承載協(xié)議的業(yè)務(wù)已經(jīng)迅速遍及電信各個(gè)領(lǐng)域，業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的IP化和承載網(wǎng)絡(luò)的分組化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的潮流。在這種趨勢(shì)下，運(yùn)營(yíng)商的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也在發(fā)生轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)的融合期待著光層作為基礎(chǔ)承載層的融合，使其成為更加適于承載IP/MPLS以及電信級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的分組傳送網(wǎng)。這些新型的電信業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)相比，具有更高的動(dòng)態(tài)特性和不可預(yù)測(cè)性，因此需要傳輸承載網(wǎng)提供更高的靈活性。
    隨著IPTV、三重播放、VoIP等各種新型電信業(yè)務(wù)的興起，人們發(fā)現(xiàn)，這些以IP為承載協(xié)議的業(yè)務(wù)已經(jīng)迅速遍及電信各個(gè)領(lǐng)域，業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的IP化和承載網(wǎng)絡(luò)的分組化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的潮流。在這種趨勢(shì)下，運(yùn)營(yíng)商的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也在發(fā)生轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)的融合期待著光層作為基礎(chǔ)承載層的融合，使其成為更加適于承載IP/MPLS以及電信級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的分組傳送網(wǎng)。這些新型的電信業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)相比，具有更高的動(dòng)態(tài)特性和不可預(yù)測(cè)性，因此需要傳輸承載網(wǎng)提供更高的靈活性。
 
    超長(zhǎng)距密集波分系統(tǒng)的成熟，使得網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的真正瓶頸從帶寬建設(shè)轉(zhuǎn)移到帶寬管理上，在核心的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，往往需要處理數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)波長(zhǎng)，而超長(zhǎng)距的傳輸能力，使得更多的節(jié)點(diǎn)需要具備更多的上下波長(zhǎng)能力。作為基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)，在更為激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，需要更快的業(yè)務(wù)提供以及各種層面的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和恢復(fù)能力。
 
    因此，作為傳統(tǒng)物理層的光層組網(wǎng)，也要適應(yīng)新一代承載網(wǎng)絡(luò)的分組化、業(yè)務(wù)化、帶寬大顆粒化、動(dòng)態(tài)化的組網(wǎng)需求。DWDM密集波分復(fù)用系統(tǒng)是當(dāng)前最常見的光層組網(wǎng)技術(shù)，通過復(fù)用/解復(fù)用器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)十波甚至上百波的傳送能力。但是當(dāng)前的波分復(fù)用系統(tǒng)，其本質(zhì)上還是一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的線路系統(tǒng)，大多數(shù)的光層組網(wǎng)只能通過終端站(TM)實(shí)現(xiàn)的光線路系統(tǒng)構(gòu)建。稍后出現(xiàn)的OADM光分插復(fù)用器，逐漸邁出了從點(diǎn)到點(diǎn)組網(wǎng)向環(huán)網(wǎng)的演進(jìn)。但是由于OADM有限的功能，通常只能上下固定數(shù)目和波長(zhǎng)的光通道，并沒有真正實(shí)現(xiàn)靈活的光層組網(wǎng)。因此，從某種意義上說，早期的波分復(fù)用系統(tǒng)并沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的光層組網(wǎng)，難以滿足業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)IP化和分組化的要求，例如網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)調(diào)度能力、可靠性、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、可管理性等。這種情況直到ROADM的出現(xiàn)才得以改善。為了滿足IP網(wǎng)絡(luò)的需求，基礎(chǔ)承載網(wǎng)的建設(shè)逐漸采用一種以可重構(gòu)光分插復(fù)用設(shè)備(ROADM)為代表的光層重構(gòu)技術(shù)，為基礎(chǔ)承載網(wǎng)的建設(shè)提供了全新的思路。
 
    ROADM是一種類似于SDHADM光層的網(wǎng)元，它可以在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上完成光通道的上下路(Add/Drop)，以及穿通光通道之間的波長(zhǎng)級(jí)別的交叉調(diào)度。它可以通過軟件遠(yuǎn)程控制網(wǎng)元中的ROADM子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上下路波長(zhǎng)的配置和調(diào)整。目前，ROADM子系統(tǒng)常見的有三種技術(shù)：平面光波電路（PLC）、波長(zhǎng)阻斷器（WB）、波長(zhǎng)選擇開關(guān)（WSS）。
 
    平面光波電路ROADM是一種基于硅工藝的集成電路，可以集成多種器件，如光柵、分路器以及光開關(guān)等。它通過集成的陣列光波導(dǎo)(AWG)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)復(fù)用和解復(fù)用，集成的光開關(guān)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)直通或阻斷并加入(Block-and-Add)，可變光衰耗器(VOA)實(shí)現(xiàn)每通道的光功率動(dòng)態(tài)均衡。PLCROADM上下路的通道是彩色光，這意味著只有預(yù)定義的彩色波長(zhǎng)可以在每個(gè)端口上下，并可配合可調(diào)濾波器和可調(diào)激光器使用。由于PLC的集成特性，使其成為低成本的ROADM解決方案之一。
 
    波長(zhǎng)阻斷器用阻斷下路波長(zhǎng)通過來實(shí)現(xiàn)功能，它可以支持較多的光通道數(shù)和較小的通道間隔，具有較低的色散，并可實(shí)現(xiàn)多個(gè)器件的級(jí)聯(lián)，易于實(shí)現(xiàn)光譜均衡。但波長(zhǎng)阻斷器需要額外的上下路模塊來構(gòu)建系統(tǒng)，上下路配合可調(diào)濾波器和可調(diào)激光器。從本質(zhì)上講，WB是一個(gè)二維器件，通常在構(gòu)建系統(tǒng)中由多個(gè)分立器件構(gòu)成，體積較大，但可以支持100GHz和50GHz的波道間隔，并且技術(shù)成熟，成本較低，因此適合用于LH和ULH系統(tǒng)。
 
    波長(zhǎng)選擇交換器是近年來發(fā)展迅速的ROADM子系統(tǒng)技術(shù)。WSS基于MEMS光學(xué)平臺(tái)，具有頻帶寬、色散低，并且同時(shí)支持10/40Gbit/s光信號(hào)的特點(diǎn)和內(nèi)在的基于端口的波長(zhǎng)定義(Colorless)特性。采用自由空間光交換技術(shù)，上下路波數(shù)少，但可以支持更高的維度，集成的部件較多，控制復(fù)雜?；赪SS的ROADM逐漸成為4度以上ROADM的首選技術(shù)。
 
    三種ROADM子系統(tǒng)技術(shù)各具特點(diǎn)，采用何種技術(shù)，主要視應(yīng)用而定。根據(jù)對(duì)北美運(yùn)營(yíng)商的統(tǒng)計(jì)，超過70%的需求仍然是二維的應(yīng)用，而只有約10%的ROADM節(jié)點(diǎn)，將會(huì)采用四維或以上的節(jié)點(diǎn)。因此，基于WB/PLC的ROADM，可以充分利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響最小，易于實(shí)現(xiàn)從FOADM到二維ROADM的升級(jí)，具有極高的成本效益。而基于WSS的ROADM，可以在所有方向提供波長(zhǎng)粒度的信道，遠(yuǎn)程可重配置所有直通端口和上下端口，適宜于實(shí)現(xiàn)多方向的環(huán)間互聯(lián)和構(gòu)建Mesh網(wǎng)絡(luò)。因此，三種技術(shù)各有所長(zhǎng)，在不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中都有相應(yīng)的地位。
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