电子技术论文ROADM光电混合组网应用探讨

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　　【摘要】提出可重构ROADM设备在中国运营商网络中的光电混合组网应用方案：在城域或本地传送网中，采用层次化的组网方式，提高CDC(波长无关、方向无关、竞争无关)能力，为了减轻核心层设备的维度，可将汇聚层设备压力进行分摊;在骨干传送网中，根据相应情况，可将点到点波分复用(WDM)结合局部 ROADM 子网系统，全网ROADM 组网，以及区域ROADM 子网等组网结构，为客户较少成本，提供灵活的动态恢复能力，维护部门通过灵活的波道调度能力解决故障。

　　【关键词】可重构光复用器,波分复用,光复用器,波长选择光开关,交叉连接,光传送网

　　引言

　　近年来，随着我国电信科技的的不断发展，提高了OTT，网络电视(IPTV)，物联网，三重播放，云计算等新型电信业务。其变化对电信网络的影响主要有四个方面;低成本，宽带化;分组化;以及动态化;由于WDM技术的日趋成熟加上单波传输速率的不断提升，对于网络带宽的技术限制以越来越小，而对于带宽的管理限制却越来越大：在此之中，ROADM设备应运而生，而且取得了相应的运用成果。中国现在对ROADM 研究还不是太深，运用范围不广。

　　一、ROADM设备和技术

　　ROADM主要是指在WDM系统中，利用波长层面远程控制光信号分插复用能力的设备形态。其设备不仅具有OADM的所有功能，而且还具备OXC的部分功能。其能够同时灵活配置波长通道上下路的工作。能够提供低成本的波长层面，ROADM发展过程还包含多种技术方案，主要有平面波导(PLC)，波长阻隔器(WB)，以及波长选择光开关(WSS)等。由于WSS较好的可扩展性，使其成为了当前主流的商用传输技术，ROADM的局限性也有很多，其主要包括：

　　①对波长连续性的限制

　　当前的商用ROADM 技术还没有研制出全光再生技术，导致ROADM 网络中的光通道在进行传输时，需要保持波长一致，想要摆脱这种限制，可在中间节点使用光电光(OEO)的对信号波长进行对应的相互转换。

　　②对波长唯一性的限制

　　因为特定波长的本身特质，使其只能容纳来自一个方向的波长信号。

　　③物理损耗和传输距离限制

　　通过波长层面的全光调度减少了ROADM的成本，但是也会使偏振模色散(PMD)，光信噪比(OSNR)，非线性，色散等各项物理现象的发生。

　　④对上或下路端口的限制

　　普通的ROADM 设备上或下路波道的波长、端口以及方向灵活性都比较低，在这里，我们大都采取ROADM 技术和光传送网(OTN)电交叉技术结合，形成光电混合交叉设备，来解决此项问题;为了和未来光通道颗粒的灵活性相互适应，现代的ROADM 已拥有灵活格栅(Flexi-Grid)技术，这种技术主要是可灵活改变光通道的谱宽。

　　同OTN和SDH的电层组网模式相同，在ROADM的组网模式中，也能相应加强控制平面功能。不过，对于WSON控制平面标准化工作进度较慢，而且物理损耗较大的现象，目前还没有找到良好的解决措施。

　　二、ROADM 设备在城域/本地传送网中的应用

　　在近年来通信技术的不断发展中，早期的城域或本地传送网WDM系统模式正逐渐从环网向网格网演化。随着快速增长的业务量，也提升了WDM 系统和波道数量，加强了自动化的波道配置和业务提供能力的需求。对于大型的城域/本地传送网主要可分为3层;汇聚层，核心层，以及接入层，而对于中小型的城域/本地传送网则分为2层。如图所示，城域/本地的ROADM结构层次比较清晰，其中A点代表核心层，B点代表汇聚层，C点代表接入层。当前所用的城域 /本地ROADM网络。其主要的业务模式大多为汇聚型业务模式，由接入节点，或汇聚节点不断集中流向核心节点，这是一种常规模式。一般业务都是从B节点和 C节点向A节点汇聚。导致ROADM设备压力过大，其主要的压力包括：

　　①维度的压力，由于汇聚层与核心层直接连接的节点特点，使其核心ROADM设备维度很容易增高。

　　②上或下路端口的灵活性压力，这种压力的主要解决方法为在接入层使用二维的RODAM，采用环网的形式连接汇聚层或核心层设备，从而减小压力。

　　由上可知，核心层设备是城域/本地ROADM组网设备的重要之处，对其维度能力问题，和方向或竞争不存在关系，可采取两种方式来解决，第一种;利用维度较大的WSS，对方向数以及和方向/竞争无关的上或下路端口能力进行同时的提升。第二种;降低设备之间连接密度;通过改变核心ROADM 设备的方向数，利用分摊压力方法来减轻其维度要求。由于城域/本地传送网业务类型多样化的特点，使其不管是业务服务质量的要求，还是颗粒调度方面都存在较高IDE标准需求。因此，我们需要应用ROADM光层交叉能力与集成OTN电层交叉能力相结合形成光电节点的混合调度。

　　三、ROADM 设备在骨干传送网中的应用

　　(一)骨干ROADM 特点

　　骨干网和城域/本地网的差异主要为：

　　①传输距离

　　由于中国的地理范围较大，这也加大了骨干网全光传输距离要求标准，在骨干ROADM组网运用过程中，需要相应考虑OEO。

　　②业务模式

　　相较于城域/本地网清晰的层次化结构，骨干传送网的层次化则相对不明显，因此，对ROADM 设备的形态和功能也有一定影响。

　　③组网环境

　　城域/本地网大都是单厂商性的组网，而骨干网则是多厂商的互联互通形式。通过将骨干网和城域/本地网进行比较发现差异明显，且骨干网更加多样性。

　　(二)骨干ROADM应用模式

　　ROADM设备在骨干网中的应用主要分为两种模式，①智能配线架模式;②波长灵活调度模式。

　　第一种模式主要是增加了ROADM的波长通道在各方向之间的灵活配置能力，提高了节点波长通道的多向调度能力，其波长通道配置一经完成，则相应固定无需频繁的调整，所以，目前中国运营商对其应用较多。其有效的降低了成本耗费;ROADM还可以相应的解决人工干预内部连纤的风险问题以及FOADM维度扩展性难题; 　　(三)骨干ROADM的组网结构

　　骨干ROADM组网主要有三种结构形式：

　　①节点到节点的WDM系统结合局部ROADM子网系统，比较适合用于转接业务大于落地业务的节点工作中。

　　②区域ROADM子网，子网主要应用单厂商的ROADM设备，主要的连接方式包括;相关子网之间利用的是光纤直连，以及通过网关设备进行白光口连接。

　　③全网ROADM组网，对于当前科技技术发展水平，全网ROADM组网其厂商和产品型号设备应一致，将全网建成多个ROADM网络平面的竞争模式。

　　①的组网结构只适用于智能配线架模式，可将其作为近期的建设模式。②和③的组网结构可适用于智能配线架模式，也可适用于波长灵活调度模式，不仅能为客户提供灵活的波道出租业务，还可为IP 网波道提供灵活的动态恢复能力，在低成本的物理耗费基础上，解决了相应的设备故障，是未来发展的主要方向。

　　四、结束语

　　在社会通信科技的不断发展及完善中，低成本的网络传输新技术得到了广泛应用。ROADM设备是当前电信网络科技发展较为成熟的光层组网设备，本文主要分析了ROADM设备技术，以及其在城域/本地传送网和骨干传送网中ROADM 设备的各项应用特点要求。对其设备在中国运营商网络中的应用提出了相应的建设性意见。通过分析，也使我们知道，将ROADM 光交叉结束结合OTN 电交叉技术，实现光电混合技术，能够有效的推动光传送网面向业务发展的转型。

　　参考文献

　　[1]Question 6/15 - Characteristics of opticalsystems for terrestrial transport networks[EB/OL].[2011-06-22]. http：//www.itu.int/en/ITU-T/studygroups/2013-2016/15/Pages/q6.aspx.

　　[2]ITU-T Recommendation G.694.1(06/2012).Spectral grids for WDM applications： DWDM frequency grid [S]. 2012.