[摘要] 對(duì)可重構(gòu)光分插入復(fù)用器（ ROADM）設(shè)備在中國(guó)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用提出組網(wǎng)方案：在城域/本地傳送網(wǎng)中，ROADM采用層次化組網(wǎng)，提高設(shè)備方向數(shù)和CDC（波長(zhǎng)無關(guān)、方向無關(guān)、競(jìng)爭(zhēng)無關(guān)）能力，通過匯聚層設(shè)備分?jǐn)倝毫Φ姆绞綔p輕對(duì)核心層設(shè)備的維度要求；在骨干傳送網(wǎng)中，ROADM設(shè)備組網(wǎng)根據(jù)情況，可采用局部ROADM子網(wǎng)與點(diǎn)到點(diǎn)波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)相結(jié)合、區(qū)域ROADM子網(wǎng)、全網(wǎng)ROADM組網(wǎng)等3種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為客戶直接提供靈活的波道出租業(yè)務(wù)，為IP網(wǎng)波道提供靈活、低成本的動(dòng)態(tài)恢復(fù)能力，在故障條件下為維護(hù)部門提供靈活的波道調(diào)度能力。
[關(guān)鍵詞] 波分復(fù)用；光復(fù)用器" title="可重構(gòu)光復(fù)用器">可重構(gòu)光復(fù)用器；光復(fù)用器；光交叉連接；波長(zhǎng)選擇光開關(guān)；光傳送網(wǎng)
近年來電信業(yè)最顯著的發(fā)展趨勢(shì)是以語音為代表的傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)的下降和以網(wǎng)絡(luò)電視（IPTV）、OTT、三重播放、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的新型電信業(yè)務(wù)的興起。這種變化對(duì)電信網(wǎng)絡(luò)的影響可以歸納為如下幾點(diǎn)：
?。?）寬帶化。近年來網(wǎng)絡(luò)帶寬持續(xù)以超摩爾定律速度高速增長(zhǎng)。
?。?）分組化。IP 分組技術(shù)已經(jīng)取代時(shí)分復(fù)用（TDM）技術(shù)成為電信網(wǎng)絡(luò)新的架構(gòu)和技術(shù)核心。
?。?）動(dòng)態(tài)化?？焖夙憫?yīng)業(yè)務(wù)的高度靈活性和不可預(yù)測(cè)性。
?。?）低成本。業(yè)務(wù)收入的增長(zhǎng)速度與帶寬流量增長(zhǎng)速度的剪刀差引發(fā)降低網(wǎng)絡(luò)成本的壓力。
隨著光纖波分復(fù)用（WDM）技術(shù)的成熟和單波速率的持續(xù)提高，單純網(wǎng)絡(luò)帶寬從技術(shù)上已經(jīng)沒有了" 瓶頸"，但是帶寬的管理成為新的" 瓶頸"所在：一方面波長(zhǎng)通道數(shù)量的急劇增長(zhǎng)引發(fā)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維部門提出針對(duì)波長(zhǎng)的維護(hù)管理和調(diào)度等需求；另一方面隨著電信業(yè)務(wù)的寬帶化發(fā)展，其顆粒度也將不斷提升，波長(zhǎng)顆粒出租電路已經(jīng)成為了一種新興業(yè)務(wù)模式，凸顯了對(duì)基于波長(zhǎng)的調(diào)度、管理、保護(hù)恢復(fù)等方面的功能和性能要求。
在上述背景下，可重構(gòu)光分插入復(fù)用器（ROADM）設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。據(jù)OVUM 統(tǒng)計(jì)，北美地區(qū)銷售的WDM 設(shè)備（不含OA）35% 以上采用了ROADM。但是在中國(guó)，ROADM 尚不夠普及。
1 ROADM 設(shè)備和技術(shù)
ROADM 設(shè)備的全稱翻譯是可重構(gòu)光分插入復(fù)用器。顧名思義，其定義是光波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)中的一種具備在波長(zhǎng)層面遠(yuǎn)程控制光信號(hào)分插復(fù)用狀態(tài)能力的設(shè)備形態(tài)[1]。早在2000 年前后，全球?qū)诓ㄩL(zhǎng)的光層上下路和調(diào)度設(shè)備進(jìn)行了深入研究，中國(guó)"863"計(jì)劃還專項(xiàng)資助了光交叉連接（OXC）和光分插復(fù)用（OADM）設(shè)備和關(guān)鍵技術(shù)的研究，研制樣機(jī)并形成了一系列科研成果[2-4]。
ROADM 設(shè)備從名稱上很容易被理解為OADM 設(shè)備增加了可重構(gòu)特性，但實(shí)際上目前ROADM 設(shè)備不僅具OADM 設(shè)備的全部功能，還兼?zhèn)淞薕XC 設(shè)備的部分功能。具體來講，ROADM 設(shè)備支持波長(zhǎng)通道上下路狀態(tài)的靈活配置，多維ROADM 設(shè)備還支持波長(zhǎng)通道在各個(gè)維度（方向）之間靈活調(diào)度。相對(duì)于電信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的其他交換或交叉連接技術(shù)相比，ROADM 提供的波長(zhǎng)層面最大的優(yōu)勢(shì)是低成本、高效率，圖1 給出了各層網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)的成本對(duì)比關(guān)系。
圖1 各層網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)成本比較
ROADM 設(shè)備發(fā)展過程中出現(xiàn)了多種技術(shù)方案，其中比較有代表性的是波長(zhǎng)阻隔器（WB）、平面波導(dǎo)（PLC）和波長(zhǎng)選擇光開關(guān)（WSS）等3種方案，其中WSS 憑借其光學(xué)性能和可擴(kuò)展性，已成為主流商用方案。
ROADM 設(shè)備的局限性也很明顯，主要有如下幾點(diǎn)：
?。?）波長(zhǎng)連續(xù)性限制。由于沒有商用的全光再生技術(shù)，光通道在ROADM 網(wǎng)絡(luò)中必須保持波長(zhǎng)一致，除非中間節(jié)點(diǎn)采用光電光（OEO）再生方式進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。
?。?）波長(zhǎng)唯一性限制。無論支持多少方向，對(duì)于某個(gè)特定波長(zhǎng)，每個(gè)方向只能容納來自一個(gè)方向（含本地）的該波長(zhǎng)信號(hào)，否則需要進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。
?。?）傳輸距離和物理損耗限制。ROADM 的低成本優(yōu)勢(shì)來源于在波長(zhǎng)層面的全光調(diào)度，光信噪比（OSNR）、色散、偏振模色散（PMD）、非線性等各種物理損耗因素會(huì)逐漸累積，影響信號(hào)的傳輸距離。這種距離和物理限制在骨干傳送網(wǎng)中尤其突出。波長(zhǎng)和物理限制是ROADM 光網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、電路調(diào)度復(fù)雜性的重要因素。
?。?）上下路端口靈活性受限。普通ROADM 設(shè)備上下路波道的波長(zhǎng)、端口和方向均不具備靈活性，目前業(yè)界已經(jīng)出現(xiàn)不同程度解決該限制的新型ROADM 設(shè)備，即所謂CDC（波長(zhǎng)無關(guān)、方向無關(guān)、競(jìng)爭(zhēng)無關(guān)）ROADM。
?。?）調(diào)度顆粒的唯一性和粗放性。ROADM 設(shè)備調(diào)度的基本顆粒是波長(zhǎng)，一方面精細(xì)度不夠，無法實(shí)現(xiàn)更低維度的業(yè)務(wù)調(diào)度，一般采用結(jié)合ROADM 技術(shù)和光傳送網(wǎng)（OTN）電交叉技術(shù)的光電混合交叉設(shè)備，以彌補(bǔ)精細(xì)度的局限；另一方面為了適應(yīng)未來光通道顆粒的靈活性，ROADM 設(shè)備已經(jīng)開始支持靈活格柵（Flexi-Grid），即光通道的譜寬靈活可變（目前ITU-T 定義的Flexi-Grid 粒度為12.5 GHz）。
與SDH、OTN 電層組網(wǎng)一樣，ROADM 光層組網(wǎng)同樣可以增強(qiáng)智能控制平面功能。目前該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作在IETF 通用控制和管理平面（CCAMP）工作組進(jìn)行[5]。CCAMP 將此類網(wǎng)絡(luò)命名為波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)（WSON），主要通過對(duì)通用多協(xié)議標(biāo)簽交換（GMPLS）協(xié)議的擴(kuò)展完成WSON 的路由、信令等控制平面功能。此外，ITU-T SG15 Q6 在WSON 物理限制因素方面也推進(jìn)了一部分標(biāo)準(zhǔn)化工作[6]。WSON 控制平面標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展比較緩慢，特別是物理損耗約束條件的一直無法找到合適的解決方案，成為主要"瓶頸"因素。
2 ROADM 設(shè)備的發(fā)展
2.1 CDC ROADM
ROADM 設(shè)備上下路端口在靈活性方面受到限制，這種限制在二維ROADM 設(shè)備應(yīng)用中還不夠突出，但是在多維ROADM 設(shè)備組網(wǎng)時(shí)將會(huì)極大影響光層調(diào)度功能的發(fā)揮，體現(xiàn)在業(yè)務(wù)上下路節(jié)點(diǎn)和光電光（OEO）再生節(jié)點(diǎn)需要大量的人工干預(yù)，無法實(shí)現(xiàn)真正的端到端配置。
目前業(yè)界將增強(qiáng)上下路端口靈活性的ROADM 設(shè)備統(tǒng)稱為CDCROADM，C、D、C 3 個(gè)字母分別是波長(zhǎng)無關(guān)、方向無關(guān)和競(jìng)爭(zhēng)無關(guān)3 個(gè)英文單字的首字母，即CDC ROADM 能夠提供的3 種靈活性。
波長(zhǎng)無關(guān)是最容易理解、也是最容易實(shí)現(xiàn)的一種靈活性。其實(shí)現(xiàn)需配置波長(zhǎng)可調(diào)諧的上下路波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（OTU）板卡和上下路濾波器，其中最常見的可調(diào)諧濾波器就是WSS。目前常見WSS，可支持9 個(gè)波長(zhǎng)無關(guān)上下路端口，同時(shí)也很容易通過級(jí)聯(lián)方式進(jìn)行擴(kuò)展。但是為了改善性能，傾向于采用一級(jí)WSS 實(shí)現(xiàn)上下路功能，目前商用WSS 器件的最大維度已經(jīng)擴(kuò)展到20～30 維，基本可滿足80波WDM 系統(tǒng)的上下路要求。在相干光通信時(shí)代，通過接收機(jī)本振光源的波長(zhǎng)選擇，可以選定特定的接收信號(hào)，因此在上下路波長(zhǎng)數(shù)目較少的情況下，可以通過簡(jiǎn)單的分光器實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)無關(guān)下路，降低設(shè)備成本，這是相干光通信帶來的意外驚喜。
方向無關(guān)是實(shí)現(xiàn)光層調(diào)度，特別是保護(hù)恢復(fù)的基本要求。端到端保護(hù)恢復(fù)的基本前提是上下路波道支持在多維ROADM 設(shè)備不同群路方向之間自動(dòng)切換，否則還需要人工更換上下路端口，極大限制實(shí)用性。方向無關(guān)最常用的實(shí)現(xiàn)方式是通過分光器/耦合器使得多個(gè)方向共享上下路端口，如圖2 所示。
圖2 ROADM 設(shè)備方向無關(guān)、競(jìng)爭(zhēng)無關(guān)上下路功能實(shí)現(xiàn)
競(jìng)爭(zhēng)無關(guān)是伴隨方向無關(guān)而出現(xiàn)的一種新特性。目前商用ROADM設(shè)備通常采用擴(kuò)展上下路端口的方式在方向無關(guān)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一定程度的競(jìng)爭(zhēng)無關(guān)，圖2 中每個(gè)群路方向采用超出方向數(shù)的大維度WSS，多余WSS 端口用于上下路；其中所有方向各一個(gè)WSS 上下路端口組成一個(gè)方向無關(guān)上下路端口組，在組內(nèi)一個(gè)波長(zhǎng)只能被一個(gè)方向使用；多個(gè)方向無關(guān)上下路端口組之間的波長(zhǎng)可以復(fù)用，從而實(shí)現(xiàn)一定程度的方向無關(guān)。
綜上所述，CDC ROADM 擴(kuò)展了ROADM 設(shè)備上下路端口的靈活性，有利于實(shí)現(xiàn)光波道靈活調(diào)度能力的開放，極大地提高了業(yè)務(wù)開放過程中的自動(dòng)化程度和效率，降低了人工干預(yù)的強(qiáng)度，提高了可靠性。但是CDC ROADM 的實(shí)現(xiàn)需要增加大量新型光學(xué)器件，不僅帶來ROADM 設(shè)備成本的提高，而且也會(huì)增加光信號(hào)經(jīng)過ROADM 節(jié)點(diǎn)的性能劣化。因此在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用中需要根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需要，選擇合理的設(shè)備形態(tài)。CDC ROADM設(shè)備的各種特性符合模塊化設(shè)計(jì)原則，也為其靈活選擇提供了條件。
2.2 靈活格柵ROADM
靈活格柵（Flexi-Grid）是在高速大容量WDM 技術(shù)發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種提高頻譜效率的新技術(shù)，適用于波長(zhǎng)速率、調(diào)制方式多樣化的WDM系統(tǒng)，而且具備靈活調(diào)整能力，是光網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）演進(jìn)的生動(dòng)案例。ITU-T G.694.1 定義了基本顆粒為12.5 GHz 的靈活格柵[7]，領(lǐng)先元器件廠商也已推出可商用的支持靈活格柵的濾波器、WSS 等元器件，標(biāo)志著靈活格柵在技術(shù)上已經(jīng)具備了實(shí)用條件。
靈活格柵技術(shù)給ROADM 設(shè)備和組網(wǎng)應(yīng)用均帶來了新的挑戰(zhàn)：首先需要WSS 等關(guān)鍵元器件支持靈活格柵技術(shù)，這方面進(jìn)展比較順利，領(lǐng)先器件廠商已經(jīng)具備了一定的供貨能力；其次需要組網(wǎng)管理、控制平面等方面增加一系列新的屬性，包括信號(hào)譜寬、速率以及對(duì)功率、OSNR、色散、PMD 等物理參數(shù)的容限范圍等等。
靈活格柵技術(shù)在100 Gb/s 及以下速率的WDM 系統(tǒng)中應(yīng)用需求尚不迫切，目前靈活格柵ROADM 設(shè)備還公開報(bào)道的商用案例。未來隨著單波400 Gb/s、1 Tb/s 超高速WDM 系統(tǒng)的發(fā)展，靈活格柵WDM 和ROADM 技術(shù)和設(shè)備可能獲得長(zhǎng)足發(fā)展和應(yīng)用。
3 ROADM 設(shè)備在城域/本地傳送網(wǎng)中的應(yīng)用
本節(jié)主要探討ROADM 設(shè)備在城域/本地傳送網(wǎng)中的應(yīng)用場(chǎng)景和相應(yīng)的解決方案、設(shè)備形態(tài)。
近年來，城域/本地傳送網(wǎng)WDM系統(tǒng)建設(shè)模式從早期的環(huán)網(wǎng)逐漸向網(wǎng)格網(wǎng)（Mesh）演進(jìn)。同時(shí)隨著業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)，WDM 系統(tǒng)和波道數(shù)量持續(xù)上升，對(duì)自動(dòng)化的波道配置和業(yè)務(wù)提供能力的需求也越來越迫切。上述因素為ROADM 設(shè)備在城域網(wǎng)的應(yīng)用提供了良好的外部條件。
大型城域/本地傳送網(wǎng)可以分成核心、匯聚和接入3 層，中小型網(wǎng)絡(luò)可能是兩層?？傮w來講，城域/本地ROADM 網(wǎng)絡(luò)的層次化結(jié)構(gòu)是相當(dāng)清晰的，如圖3 所示，A、B、C 分別代表網(wǎng)絡(luò)的核心層、匯聚層和接入層。
圖3 城域/本地ROADM 層次化組網(wǎng)
城域/本地ROADM 網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)模式絕大多數(shù)都是匯聚型業(yè)務(wù)，即從接入/匯聚節(jié)點(diǎn)向核心節(jié)點(diǎn)集中；只有少數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)存在少量非核心節(jié)點(diǎn)之間的直達(dá)業(yè)務(wù)，主要是一些政企客戶本地大帶寬組網(wǎng)帶來的出租電路。圖3 中，絕大多數(shù)業(yè)務(wù)都從B、C 節(jié)點(diǎn)向A 節(jié)點(diǎn)匯聚。這對(duì)核心ROADM 設(shè)備帶來的巨大的壓力：
（1）維度的壓力。由于早期城域環(huán)網(wǎng)建設(shè)的慣性思維和城域光纜的實(shí)際拓?fù)涞南拗?，匯聚層節(jié)點(diǎn)通常傾向于與核心層節(jié)點(diǎn)直連，造成對(duì)核心ROADM 設(shè)備維度要求極高。
?。?）上下路靈活性的壓力。為了發(fā)揮Mesh 組網(wǎng)帶來的多方向調(diào)度優(yōu)勢(shì)，核心ROADM 設(shè)備通常需要一定的CDC 特性，特別是方向無關(guān)特性，同時(shí)核心ROADM 設(shè)備連接的方向數(shù)也很大，必須具備一定的競(jìng)爭(zhēng)無關(guān)特性才能提高波道資源的利用率。匯聚層設(shè)備要求與核心層設(shè)備類似，但是維度要求較低。接入層設(shè)備一般采用二維ROADM 設(shè)備，以環(huán)網(wǎng)形式連接匯聚層或核心層設(shè)備。
綜上所述，城域/本地ROADM 組網(wǎng)的設(shè)備"瓶頸"在于核心層設(shè)備，主要挑戰(zhàn)是維度能力和方向無關(guān)、競(jìng)爭(zhēng)無關(guān)的上下路靈活性，圖2 所示的ROAMD 設(shè)備結(jié)構(gòu)是比較適合城域核心層節(jié)點(diǎn)應(yīng)用的設(shè)備形態(tài)。近期來講，有兩種可行的方式來解決維度"瓶頸"：
（1）在采用大維度WSS 期間，同時(shí)提高方向數(shù)和方向/競(jìng)爭(zhēng)無關(guān)上下路能力。
?。?）降低核心層設(shè)備與匯聚層設(shè)備之間的連接密度，減少核心ROADM 設(shè)備的方向數(shù)，部分匯聚層節(jié)點(diǎn)通過其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接到核心層設(shè)備，通過匯聚層設(shè)備分?jǐn)倝毫Φ姆绞綔p輕對(duì)核心層設(shè)備的維度要求。
此外城域/本地傳送網(wǎng)面臨的業(yè)務(wù)類型非常多樣化，無論是業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量要求、顆粒度都存在較大差異，通常需要更細(xì)的調(diào)度顆粒滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求。因此通常采用集成OTN電層交叉能力和ROADM 光層交叉能力的廣電混合調(diào)度節(jié)點(diǎn)，未來還有可能進(jìn)一步增強(qiáng)分組調(diào)度能力。
4 ROADM 設(shè)備在骨干傳送網(wǎng)中的應(yīng)用
4.1 骨干ROADM 特點(diǎn)
骨干網(wǎng)與城域/本地網(wǎng)存在較大的差異，主要體現(xiàn)在：
（1）傳輸距離的差異。對(duì)中國(guó)這樣地理跨度大的國(guó)家，骨干網(wǎng)全光傳輸距離限制尤為突出，骨干ROADM組網(wǎng)必須考慮OEO 再生問題。
?。?）業(yè)務(wù)模式的差異。城域/本地網(wǎng)的業(yè)務(wù)以匯聚型為主，層次化結(jié)構(gòu)清晰，而受IP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化的影響，骨干傳送網(wǎng)"去層次化"，帶來對(duì)ROADM 設(shè)備形態(tài)和功能的影響。
?。?）組網(wǎng)環(huán)境的差異。城域/本地網(wǎng)通常能夠?qū)崿F(xiàn)單廠商組網(wǎng)，至少在一個(gè)平面內(nèi)不需要考慮互聯(lián)互通問題，而骨干網(wǎng)由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大，多廠商的互聯(lián)互通必須要考慮的問題。由于骨干網(wǎng)的上述特點(diǎn)，骨干ROADM 功能、性能要求以及設(shè)備形態(tài)都與城域ROADM 設(shè)備存在明顯差異，而且多樣性更明顯。
4.2 骨干ROADM 應(yīng)用模式
ROADM 設(shè)備在骨干網(wǎng)中的應(yīng)用可以簡(jiǎn)單歸納為如下兩種模式，下面就這兩種模型進(jìn)行詳細(xì)介紹，并分析它們對(duì)ROADM 設(shè)備形態(tài)的需求：
?。?）智能配線架模式
智能配線架模式利用ROADM 具備的波長(zhǎng)通道在各個(gè)方向之間的靈活配置能力，完成樞紐節(jié)點(diǎn)的波長(zhǎng)通道多方向調(diào)度問題，但是波長(zhǎng)通道一旦完成配置后基本固定，不需要頻繁調(diào)整，特別適合目前中國(guó)運(yùn)營(yíng)商廣泛采用的基于提前規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維模式；相對(duì)于傳統(tǒng)的背靠背光配線架（ODF）轉(zhuǎn)接方式，ROADM 設(shè)備可以減少大量的不必要再生波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（REG），降低成本；相對(duì)于固定OADM（FOADM）設(shè)備，ROADM 可以解決FOADM 維度擴(kuò)展性難題和人工干預(yù)內(nèi)部連纖的風(fēng)險(xiǎn)問題；此外基于ROADM 設(shè)備的多方向轉(zhuǎn)接可以通過網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和配置，極大降低后期維護(hù)工作的難度。
（2）波長(zhǎng)靈活調(diào)度模式
波長(zhǎng)靈活調(diào)度模式適用于波長(zhǎng)通道具備靈活配置、保護(hù)恢復(fù)等功能需求的場(chǎng)景，類似于ROADM 設(shè)備在城域網(wǎng)中的應(yīng)用模式；由于需要業(yè)務(wù)波長(zhǎng)需要在不同方向之間切換，因此上下路端口必須具備方向無關(guān)靈活性，對(duì)于多維ROADM 設(shè)備，為了提高波長(zhǎng)利用率，還須具備一定的競(jìng)爭(zhēng)無關(guān)性；在波長(zhǎng)重路由的ROADM 網(wǎng)絡(luò)中，由于需要預(yù)留波道資源用于重路由和方向無關(guān)特性帶來的波長(zhǎng)浪費(fèi)，對(duì)于80 波WDM 系統(tǒng)，各段落上可利用的波長(zhǎng)數(shù)量一般不超過40～50波，具體情況與具體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜆I(yè)務(wù)分布有關(guān)；由于物理限制，ROADM 設(shè)備光學(xué)倒換速率無法達(dá)到50 ms 的電信級(jí)保護(hù)要求，因此光層一般只能提供恢復(fù)功能；而且特殊的波長(zhǎng)連續(xù)性限制和全光傳輸性能限制，基于ROADM 的波長(zhǎng)重路由需要智能的選路方式，例如WSON 控制平面。
4.3 骨干ROADM 的再生方式
骨干網(wǎng)由于地理范圍大，且節(jié)點(diǎn)分布不均勻，ROADM 設(shè)備必須考慮OEO 再生問題，而且對(duì)于多維ROADM 設(shè)備，普遍存在部分方向?qū)χg需要再生，其余方向?qū)Σ恍枰偕那闆r。一方面在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中需要考慮全光域范圍的問題，將全網(wǎng)分成若干個(gè)子網(wǎng)，子網(wǎng)內(nèi)部業(yè)務(wù)連接盡量不需要OEO 再生，發(fā)揮ROADM 組網(wǎng)的低成本優(yōu)勢(shì)；另一方面也需要ROADM 設(shè)備在必要的情況以低成本和高效率提供OEO 再生能力。
ROADM 的再生通過下路→OEO再生→上路的方式實(shí)現(xiàn)，需要占據(jù)上下路端口：在智能配線架模式下，如果波道數(shù)量和走向預(yù)先規(guī)劃并保持穩(wěn)定，上下路端口可以不需要靈活性；但是在波長(zhǎng)靈活調(diào)度模式下，須再生的波長(zhǎng)和數(shù)量都可能發(fā)生變化，建議采用上下路端口具備波長(zhǎng)無關(guān)特性。圖4 顯示了采用再生OTU 或者OTN 電交叉方式實(shí)現(xiàn)再生的方案，該方案配置了上下路端口的CDC 特性。隨著OTN 電交叉設(shè)備的成熟，骨干ROADM 設(shè)備的OEO 再生推薦通過OTN 電交叉模塊實(shí)現(xiàn)，此時(shí)不同方向、不同波長(zhǎng)均可共享電交叉資源，而且即使光層不具備方向無關(guān)特性，也可以通過統(tǒng)一的OTN 電交叉實(shí)現(xiàn)不同方向之間再生波長(zhǎng)的相互連接。此外OEO 再生還可以同時(shí)提供波長(zhǎng)變換功能，在某些情況下可以利用波長(zhǎng)一致性限制導(dǎo)致的波長(zhǎng)碎片，優(yōu)化資源利用率。
圖4 骨干ROADM 設(shè)備OEO 再生功能示意圖
骨干網(wǎng)同樣存在子波長(zhǎng)級(jí)別的業(yè)務(wù)調(diào)度需求，而且由于光層倒換時(shí)間的物理限制，業(yè)務(wù)中斷時(shí)間要求50 ms 以內(nèi)的業(yè)務(wù)保護(hù)只能通過電層交叉來實(shí)現(xiàn)；此外前面也提到通過OTN 電交叉來實(shí)現(xiàn)骨干ROADM 的OEO 再生。因此骨干傳送網(wǎng)中ROADM 光交叉也需要同OTN 電交叉技術(shù)相結(jié)合：ROADM 完成波長(zhǎng)調(diào)度和恢復(fù)，降低務(wù)必要的光電光再生，發(fā)揮光層的高效低成本優(yōu)勢(shì)；OTN 完成子波長(zhǎng)調(diào)度、匯聚和保護(hù)恢復(fù)，發(fā)揮電層的精細(xì)化和快速倒換優(yōu)勢(shì)。
4.4 骨干ROADM 的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
骨干ROADM 組網(wǎng)可采用3 種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)：
?。?）局部ROADM 子網(wǎng)與點(diǎn)到點(diǎn)WDM 系統(tǒng)相結(jié)合，這里ROADM 子網(wǎng)可以是一個(gè)或者鄰近幾個(gè)ROADM 設(shè)備，特別適合于某些轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)遠(yuǎn)大于落地業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)。
?。?）區(qū)域ROADM 子網(wǎng)，子網(wǎng)內(nèi)部采用單廠商ROADM 設(shè)備，子網(wǎng)之間通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備或者光纖直連采用白光口對(duì)接。
?。?）全網(wǎng)ROADM 組網(wǎng)，在目前技術(shù)發(fā)展水平線之下，全網(wǎng)需要統(tǒng)一廠商和設(shè)備型號(hào)，可以通過全網(wǎng)建設(shè)多個(gè)ROADM 網(wǎng)絡(luò)平面的方式引入多廠商的競(jìng)爭(zhēng)。
其中第一種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以延續(xù)運(yùn)營(yíng)商目前基于規(guī)劃的WDM 系統(tǒng)建設(shè)和資源開放管理模式，只能適用于"智能配線架"模式，可以作為近期的建設(shè)模式。第二、三種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以同時(shí)適用于"智能配線架"和"波長(zhǎng)靈活調(diào)度"兩種模式，不僅可以為客戶直接提供靈活的波道出租業(yè)務(wù)，而且可以為IP 網(wǎng)波道提供靈活的動(dòng)態(tài)恢復(fù)能力，以極低的成本應(yīng)對(duì)線路故障，保證上層IP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少IP 網(wǎng)絡(luò)重路由帶來的網(wǎng)絡(luò)震蕩，代表了未來的發(fā)展方向。
5 結(jié)束語
隨著信息社會(huì)的深入發(fā)展和電信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的持續(xù)進(jìn)行，未來光承載網(wǎng)絡(luò)將引來重大的變化，一方面將深入挖掘光纖的帶寬潛力，另一方面底層本、高效率的光層組網(wǎng)技術(shù)將逐漸得到應(yīng)用。ROADM 設(shè)備作為最成熟的光層組網(wǎng)設(shè)備，已經(jīng)北美和歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。
本文結(jié)合中國(guó)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，深入分析了城域/本地傳送網(wǎng)和骨干傳送網(wǎng)中ROADM 設(shè)備的應(yīng)用需求、場(chǎng)景和設(shè)備形態(tài)，對(duì)ROADM 設(shè)備在中國(guó)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用提出了建設(shè)性建議?？梢灶A(yù)見，ROADM 光交叉與OTN 電交叉技術(shù)相結(jié)合，將成為光傳送網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的主要方式，推進(jìn)光傳送網(wǎng)面向業(yè)務(wù)發(fā)展的成功轉(zhuǎn)型。
參考文獻(xiàn)（略）