魏曉強

一、網絡智能化引發ROADM熱潮
　　目前，DWDM設備已經廣泛應用于各級傳輸網絡的建設，從骨干網絡到本地及城域核心網絡。DWDM設備組網也從簡單的點對點拓撲過渡到環網拓撲、兩環相交拓撲以及復雜的格形組網，zui終將實現網狀網拓撲。業務類型由以TDM（Time Division Multiplexing，時分多路復用）業務為主的電路交換業務過渡到以IP為主的數據業務。數據業務的快速增長對網絡拓撲以及設備的功能提出了更高的要求。由于數據業務發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，以便在網絡拓撲及業務分布發生變化時能夠快速響應，實現業務的靈活調度。

　　實現網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可以在無需人工現場調配的情況下實現任意兩點間的連接，實現對波長級的上下路及直通配置。ROADM技術可以增加波分網絡的彈性，使運營商遠程動態控制波長傳輸的路徑，大大簡化初期的網絡規劃難度；ROADM設備的靈活性可以充分滿足數據業務的需求；ROADM通過提供節點的重構能力使得DWDM網絡可以方便的重構，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，國內外運營商開始關注ROADM設備的發展并開始規劃固定OADM節點向ROADM節點設備的投資轉移。

二、 ROADM實現技術簡析
　　ROADM系統設備多采用集成化的ROADM器件實現波長可重構功能，同時還具有網元監控管理、功率放大補償以及自愈保護等功能。目前ROADM器件的實現，從結構上主要分為三種類型：
● 解復用/開關（矩陣）/復用（Demux/Switch/Mux）；
● 廣播/選取（Broadcast and Select）；
● 波長選擇開關。

　　1. 解復用/開關（矩陣）/復用結構

圖1 Demux/Switch/Mux結構示意圖

　　圖1為解復用/開關（矩陣）/復用ROADM節點結構示意圖。該結構為傳統的ROADM結構，所有波長被解復用至通道層，然后經過開關矩陣進行處理，輸出至本地下路端口或者直通端口，直通波長經過復用器合波后輸出，本地上路經過開關矩陣后輸出至直通端口合波輸出。
　　這種結構的特點：
● 優點：復用器/解復用器技術成熟可靠，節點內部插損較小，上下路波長較多時成本較低，便于升級到OXC；                               
● 缺點：模塊化結構差，初期配置成本高，大容量交叉矩陣可靠性有待提高。

　　2. 廣播/選取結構

圖2 廣播/選取結構示意圖

　　圖2為廣播/選取ROADM節點結構示意圖。這種結構采用波長阻斷集成器件實現波長的直通和阻斷。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。
　　具體實現過程：
● 輸入信號經過功率分配耦合器下路并直通，實現廣播功能；
● 下路光信號經過可調諧濾波器實現波長的端口指配下路，也可以通過固定濾波器實現解復用下路（不具備下路端口指配功能）；
● 波長阻斷器能夠實現對本地上路波長的阻斷，同時還具有對直通波長實現功率均衡功能；
● 直通波長和本地上路波長經過合波后輸出，其中本地上路波長采用可調諧波長業務單板時上路端口可實現任意指配功能；
● 通過遠程網管中心控制可調諧業務單板、可調諧濾波器以及波長阻斷器實現節點ROADM功能。

　　該結構的特點：
● 優點：結構簡單，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（獨立的可調諧濾波器成本高），不易過渡至OXC。

　　3. 波長選擇開關結構

圖3 波長選擇開關上路結構示意圖

　　圖3為將波長選擇開關作為上路應用的結構示意圖，一般應用于HUB節點多方向的波長業務調度。
　　如圖3所示，復用波長經過功率耦合器分為下路和直通波長。下路波長經過可調諧濾波器或者波長選擇開關實現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過合路端口輸出，該結構支持廣播業務和多路光方向的波長調度功能。

圖4 波長選擇開關下路結構示意圖

　　圖4是將波長選擇開關的下路應用的結構示意圖，這種結構常應用于環網雙向拓撲。
　　如圖4所示，復用波長經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諧的業務單板實現上路端口指配。

　　波長選擇開關集成器件多采用MEMS技術和液晶技術實現，該方案的特點如下：
● 優點：結構簡單，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：上路類型節點成本較高，下路類型不支持業務廣播功能。
 
　　綜上所述，三種結構各有所長，但波長選擇開關結構以其靈活的結構，既可支持業務廣播功能，也適應于向多方向的ROADM結構擴展，因此實際產品多采用該結構類型。

三、 中興通訊ROADM產品類型及特點
　　從技術實現方案來看，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絡上進行戰略投資才有可能真正選用ROADM設備進行組網，因此低成本的ROADM方案和逐漸過渡的分步實現策略成為比較現實的發展之路。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有各種技術優勢基礎上，規劃了多種ROADM產品類型，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產品類型及演變的趨勢。

圖5 ROADM產品類型及演變趨勢

　　1. 低成本ROADM產品
　　低成本的ROADM產品主要指上下路端口固定或者上路端口固定產品類型，主要應用于需要遠程配置波長上下路來實現業務分布的變化。
　　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務單板，由于省去了高昂的可調諧濾波器和可調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務單板，下路端口可實現指配。具體使用過程中應根據市場應用的需求靈活選取相應類型，低成本的ROADM產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產品
　　該類型的產品可實現上下路波長重構并對上下路端口實現指配功能（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類型需要可調諧濾波器和可調諧波長的業務單板配合；WSS ROADM類型需要同時配置可調諧波長的業務單板。全功能ROADM產品的成本降低依賴于WSS、可調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，結合市場實際應用需求，選擇低成本ROADM方案提供智能化網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產品和全功能ROADM產品，滿配置的情況下可實現40波/80波*上下路，全功能類型可實現“Any wavelength to any port”，其靈活強大的波長可重構功能可充分滿足客戶對業務進行任意調度的需求；并具有對直通和上路波長進行功率均衡的功能，滿足線路傳輸的需要。充分考慮運營商的長遠發展需求，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“Pay as grow”，降低CAPEX。在系統的部署初期、業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，之后隨業務增長再加入部分波長可調諧的OTU，既可以滿足日益增長的新業務需求，同時還保障了用戶的原有投資，是當前ROADM建網的*方案。

四、 小結
　　DWDM網絡的發展趨勢是提高網絡的智能化水平，ROADM設備以其靈活強大的波長可重構功能為智能化網絡提供解決方案。本文列舉了目前ROADM設備的主要技術實現方案以及中興通訊的多種解決方案，結合實際市場需求可選擇不同的產品類型組建網絡。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設備開發具備自動波長調度智能化功能的協議支持將是ROADM設備廠商研究的方向之一。