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魏曉強(qiáng)

一、網(wǎng)絡(luò)智能化引發(fā)ROADM熱潮
　　目前，DWDM設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各級傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，從骨干網(wǎng)絡(luò)到本地及城域核心網(wǎng)絡(luò)。DWDM設(shè)備組網(wǎng)也從簡單的點(diǎn)對點(diǎn)拓?fù)溥^渡到環(huán)網(wǎng)拓?fù)?、兩環(huán)相交拓?fù)湟约皬?fù)雜的格形組網(wǎng)，zui終將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)?。業(yè)務(wù)類型由以TDM（Time Division Multiplexing，時(shí)分多路復(fù)用）業(yè)務(wù)為主的電路交換業(yè)務(wù)過渡到以IP為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速增長對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约霸O(shè)備的功能提出了更高的要求。由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的不確定性及前期預(yù)估難度的增加，要求設(shè)備提供更多的智能化功能，以便在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼皹I(yè)務(wù)分布發(fā)生變化時(shí)能夠快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度。

　　實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的智能化要求波分設(shè)備能夠提供基于波長的可配置功能，即波長可配置的ROADM設(shè)備。相對于固定光分插復(fù)用設(shè)備OADM，ROADM可以在無需人工現(xiàn)場調(diào)配的情況下實(shí)現(xiàn)任意兩點(diǎn)間的連接，實(shí)現(xiàn)對波長級的上下路及直通配置。ROADM技術(shù)可以增加波分網(wǎng)絡(luò)的彈性，使運(yùn)營商遠(yuǎn)程動態(tài)控制波長傳輸?shù)穆窂剑蟠蠛喕跗诘木W(wǎng)絡(luò)規(guī)劃難度；ROADM設(shè)備的靈活性可以充分滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求；ROADM通過提供節(jié)點(diǎn)的重構(gòu)能力使得DWDM網(wǎng)絡(luò)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(yīng)速度，同時(shí)有效降低了運(yùn)營和維護(hù)成本。因此，國內(nèi)外運(yùn)營商開始關(guān)注ROADM設(shè)備的發(fā)展并開始規(guī)劃固定OADM節(jié)點(diǎn)向ROADM節(jié)點(diǎn)設(shè)備的投資轉(zhuǎn)移。

二、 ROADM實(shí)現(xiàn)技術(shù)簡析
　　ROADM系統(tǒng)設(shè)備多采用集成化的ROADM器件實(shí)現(xiàn)波長可重構(gòu)功能，同時(shí)還具有網(wǎng)元監(jiān)控管理、功率放大補(bǔ)償以及自愈保護(hù)等功能。目前ROADM器件的實(shí)現(xiàn)，從結(jié)構(gòu)上主要分為三種類型：
● 解復(fù)用/開關(guān)（矩陣）/復(fù)用（Demux/Switch/Mux）；
● 廣播/選?。?/span>Broadcast and Select）；
● 波長選擇開關(guān)。

　　1. 解復(fù)用/開關(guān)（矩陣）/復(fù)用結(jié)構(gòu)

圖1 Demux/Switch/Mux結(jié)構(gòu)示意圖

　　圖1為解復(fù)用/開關(guān)（矩陣）/復(fù)用ROADM節(jié)點(diǎn)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(fù)用至通道層，然后經(jīng)過開關(guān)矩陣進(jìn)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(fù)用器合波后輸出，本地上路經(jīng)過開關(guān)矩陣后輸出至直通端口合波輸出。
　　這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：
● 優(yōu)點(diǎn)：復(fù)用器/解復(fù)用器技術(shù)成熟可靠，節(jié)點(diǎn)內(nèi)部插損較小，上下路波長較多時(shí)成本較低，便于升級到OXC；                               
● 缺點(diǎn)：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(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。這種結(jié)構(gòu)采用波長阻斷集成器件實(shí)現(xiàn)波長的直通和阻斷。波長阻斷集成器件可采用PLC技術(shù)、MEMS技術(shù)以及液晶技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
　　具體實(shí)現(xiàn)過程：
● 輸入信號經(jīng)過功率分配耦合器下路并直通，實(shí)現(xiàn)廣播功能；
● 下路光信號經(jīng)過可調(diào)諧濾波器實(shí)現(xiàn)波長的端口指配下路，也可以通過固定濾波器實(shí)現(xiàn)解復(fù)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(shí)還具有對直通波長實(shí)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(wù)單板時(shí)上路端口可實(shí)現(xiàn)任意指配功能；
● 通過遠(yuǎn)程網(wǎng)管中心控制可調(diào)諧業(yè)務(wù)單板、可調(diào)諧濾波器以及波長阻斷器實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)ROADM功能。

　　該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：
● 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，模塊化程度好，預(yù)留升級端口時(shí)可支持靈活擴(kuò)展升級功能，上下路波長較少時(shí)成本低，支持廣播業(yè)務(wù)，具備通道功率均衡能力；
● 缺點(diǎn)：上下路波長較多時(shí)成本較高（獨(dú)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(guān)結(jié)構(gòu)

圖3 波長選擇開關(guān)上路結(jié)構(gòu)示意圖

　　圖3為將波長選擇開關(guān)作為上路應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖，一般應(yīng)用于HUB節(jié)點(diǎn)多方向的波長業(yè)務(wù)調(diào)度。
　　如圖3所示，復(fù)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(guān)實(shí)現(xiàn)波長的端口指配下路，串入的波長選擇開關(guān)對直通波長和上路波長進(jìn)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(wù)和多路光方向的波長調(diào)度功能。

圖4 波長選擇開關(guān)下路結(jié)構(gòu)示意圖

　　圖4是將波長選擇開關(guān)的下路應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖，這種結(jié)構(gòu)常應(yīng)用于環(huán)網(wǎng)雙向拓?fù)洹?/span>
　　如圖4所示，復(fù)用波長經(jīng)由串入的波長選擇開關(guān)，對本地下路波長進(jìn)行選擇端口下路；其它非本地下路波長進(jìn)行直通，與本地上路的波長信號進(jìn)行合波后輸出；本地上路采用波長可調(diào)諧的業(yè)務(wù)單板實(shí)現(xiàn)上路端口指配。

　　波長選擇開關(guān)集成器件多采用MEMS技術(shù)和液晶技術(shù)實(shí)現(xiàn)，該方案的特點(diǎn)如下：
● 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，端口指配靈活，波長擴(kuò)展及方向擴(kuò)展性較好，易于過渡到OXC；
● 缺點(diǎn)：上路類型節(jié)點(diǎn)成本較高，下路類型不支持業(yè)務(wù)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(guān)結(jié)構(gòu)以其靈活的結(jié)構(gòu)，既可支持業(yè)務(wù)廣播功能，也適應(yīng)于向多方向的ROADM結(jié)構(gòu)擴(kuò)展，因此實(shí)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(diǎn)
　　從技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案來看，波長選擇開關(guān)方案具有較好的靈活性，可支持波長及光方向的擴(kuò)展，受到設(shè)備廠商的青睞。但由于目前市場尚未規(guī)模應(yīng)用，器件價(jià)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(shè)備廣泛應(yīng)用的重要因素。設(shè)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(yùn)營商增加網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資購買ROADM設(shè)備，除非設(shè)備成本進(jìn)一步下降或者運(yùn)營商在一些網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行戰(zhàn)略投資才有可能真正選用ROADM設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，因此低成本的ROADM方案和逐漸過渡的分步實(shí)現(xiàn)策略成為比較現(xiàn)實(shí)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(shù)優(yōu)勢基礎(chǔ)上，規(guī)劃了多種ROADM產(chǎn)品類型，以適應(yīng)不同客戶在功能、成本方面的多種應(yīng)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(yīng)用于需要遠(yuǎn)程配置波長上下路來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)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(wù)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(wù)單板，下路端口可實(shí)現(xiàn)指配。具體使用過程中應(yīng)根據(jù)市場應(yīng)用的需求靈活選取相應(yīng)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(yīng)用領(lǐng)域。

　　2. 全功能ROADM產(chǎn)品
　　該類型的產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)上下路波長重構(gòu)并對上下路端口實(shí)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(luò)。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(wù)單板配合；WSS ROADM類型需要同時(shí)配置可調(diào)諧波長的業(yè)務(wù)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(dǎo)致ROADM設(shè)備成本高昂的情況，結(jié)合市場實(shí)際應(yīng)用需求，選擇低成本ROADM方案提供智能化網(wǎng)絡(luò)的解決方案為當(dāng)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(shè)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(shí)現(xiàn)40波/80波*上下路，全功能類型可實(shí)現(xiàn)“Any wavelength to any port”，其靈活強(qiáng)大的波長可重構(gòu)功能可充分滿足客戶對業(yè)務(wù)進(jìn)行任意調(diào)度的需求；并具有對直通和上路波長進(jìn)行功率均衡的功能，滿足線路傳輸?shù)男枰?。充分考慮運(yùn)營商的長遠(yuǎn)發(fā)展需求，中興通訊 ROADM秉承了多年來的成熟技術(shù)積累，具備完善的升級功能，可為客戶真正實(shí)現(xiàn)“Pay as grow”，降低CAPEX。在系統(tǒng)的部署初期、業(yè)務(wù)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(wù)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(wù)需求，同時(shí)還保障了用戶的原有投資，是當(dāng)前ROADM建網(wǎng)的*方案。

四、 小結(jié)
　　DWDM網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢是提高網(wǎng)絡(luò)的智能化水平，ROADM設(shè)備以其靈活強(qiáng)大的波長可重構(gòu)功能為智能化網(wǎng)絡(luò)提供解決方案。本文列舉了目前ROADM設(shè)備的主要技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案以及中興通訊的多種解決方案，結(jié)合實(shí)際市場需求可選擇不同的產(chǎn)品類型組建網(wǎng)絡(luò)。ROADM設(shè)備的價(jià)格因素仍是廣泛應(yīng)用前需要關(guān)注的重點(diǎn)，同時(shí)基于ROADM設(shè)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(shè)備廠商研究的方向之一。