ROADM

什么是OADM

光分插复用器 (OADM) 是一种波分复用 (WDM) 网络设备,可以访问光纤上的所有波长,并允许在某个位置丢弃或添加特定波长,同时还允许其他波长以光学方式通过站点而无需端接。OADM 通过允许波长(即波长1)从一个方向下降而不继续通过该位点,因此也可以添加相同的波长以向相反方向传输。基本、固定 OADM 的一个缺点是,即使流量和模式需要更改,它们通常无法在部署后修改或重新配置。它们也仅限于两个方向。
 具有光学直通的 OADM 站点图示
具有光学直通功能的 OADM 站点

什么是ROADM

为了轻松适应不断变化的流量需求,2000 年代初引入了可重构光分插复用器 (ROADM)。 ROADM 支持远程配置(和重新配置)A-Z 光路,并支持基于光学网格的网络站点的两个以上方向。与其前身OADM一样,ROADM允许单个波长在站点上添加和删除,如果流量模式发生变化,则能够调整或更改添加/删除与直通配置的额外好处。
远程重新配置基于 ROADM 的网络图  
如果流量模式发生变化,可以远程重新配置基于 ROADM 的网络
在沿波长路径的中间位点,ROADM 可以将波长重定向到路径中下一个位点的适当方向。这通过中间站点自动连接来简化操作,就像自动化配线架一样,因此不再需要部署技术人员来执行手动补丁来配置新波长或更改波长通过网络的路径。

最初,ROADM利用固定网格波长选择开关(WSS)技术,该技术在特定信道计划和间距上运行。这些ROADM通常基于50 GHz或100 GHz固定网格。添加到网络中的每个波长都必须适合这个刚性的信道间距,以便通过ROADM。然而,随着相干技术转向具有更宽通道尺寸的更高波特信号,波长开始需要比固定网格 50 GHz 或 100 GHz 系统所能提供的更多空间。现在,ROADM已经发展到支持灵活的网格,其中单个通道可以使用不同的通道宽度和间距。这使得现代光子线路系统能够利用相干技术的进步来提高频谱效率并降低成本、功耗和每比特空间。如今,超过90%的ROADM节点采用灵活的电网WSS技术。

使用灵活的网格WSS设计的ROADM节点可以支持具有不同灵活性的不同体系结构。最基本的 ROADM 架构使用固定过滤器进行添加/删除。其他架构允许在波长分配或颜色、添加/减少波长离开位点的方向或不受限制地在任何方向上自由路由波长的能力方面具有灵活性。
支持多种具有不同灵活性的架构
ROADM 支持多种具有不同灵活性的架构

固定过滤器 ROADM 体系结构 成本最低但灵活性最低的选项是固定筛选器 ROADM 体系结构,它充当固定 OADM 站点的可重新配置版本。ROADM能够调整添加和减少的波长,并且可以重定向通过站点的波长。

此体系结构使用固定通道多路复用器/解复用器 (CMD)。固定滤波器遵循特定的信道计划,迫使网络遵循严格的信道间隔,例如 50 GHz、75 GHz 或 100 GHz 间隔。此外,每个滤光片端口固定到特定的波长频率,因此波长1可以连接到过滤器上的端口 1,但不能连接到任何其他端口。此外,每个过滤器都直接连接到特定方向。因此,当波长添加到网络中时,它们必须连接到面向它们需要去向的CMD和ROADM。为了在此网络中部署需要更宽间距的波长,需要新的CMD,并且每个CMD都需要连接到可用的WSS端口。
无色,也称为无色直接附着,ROADM 架构 通过使用无色 CMD(CCMD),转向无色 ROADM 架构增加了波长分配、通道宽度和通道间距的灵活性。无色功能使网络能够支持任何现代相干光技术,以实现容量、占用空间、功耗和每比特成本的改进,而不管使用何种相干技术。无色ROADM还支持更开放、更灵活的网络,可以支持来自不同供应商的波长。与固定过滤器 ROADM 非常相似,无色直接附着 (CDA) ROADM 是一种易于扩展的简单架构。
 CDA路由架构图
CDA ROADM 架构
CDA ROADM 节点可以扩展以连接到新的连接度或提供额外的无色添加/删除。由于在站点添加和丢弃新波长时,CCMD 直接连接到特定方向,因此它们必须连接到正确方向的 CCMD 和 ROADM。

一些CDA ROADM架构还支持转发器直接连接,其中转发器可以直接连接到ROADM端口,而无需CCMD。这为流量要求较低的节点提供了更低的先入成本,并权衡了为每个直接连接的转发器消耗 ROADM 端口。应答器直接连接是低生长、低容量站点的不错选择。如果将来流量要求发生重大变化,可以添加 CCMD 以提供更多添加/删除通道的额外扇出。

应答器直接连接,适用于低增长位置
应答器直接连接,适用于低增长位置
色、无方向的 ROADM 架构为了提高添加/删除灵活性,可以部署无色无方向 (CD) ROADM。与CDA ROADM不同,每个CCMD都直接连接到特定方向,CD ROADM增加了额外的ROADM设备,以远程更改每个添加/删除通道的方向。它还支持使用任何相干技术,并提供无色添加/删除灵活性。
 光盘路姆架构 
光盘路姆架构
无方向功能增加了远程切换添加/删除波长方向的好处。这可用于实现光学层重新配置和恢复。如果发生故障,光学控制平面可以将添加/删除通道从一个方向重定向到另一个替代方向。但是,这种架构不允许全波长路由的灵活性,因为当在单个位置添加相同颜色波长的多个版本以发送到不同方向时,它不能消除波长争用。此体系结构仅允许在每个位置添加/删除每个颜色波长的单个实例。
无色、无方向、无争用 ROADM 架构 对于全波长路由灵活性,需要无色、无方向、无争用 (CDC) ROADM 架构
。CDC ROADM的无争用功能允许相同波长为不同方向添加/减少单个CCMD。换句话说,CCMD 上的端口 1 可以是波长
1对于东向,CCMD 上的端口 2 可以是波长1(即,相同的频率)为西向。这意味着CDC ROADM节点在波长分配或路由方面没有限制或限制,可用于光子层网络优化和波长动态重新路由以进行流量恢复。
 CDC ROADM 架构
CDC ROADM 架构
CDC ROADM 节点保留了其他灵活网格 ROADM 类型的所有优势,例如能够使用任何相干技术来提高频谱效率和每比特成本。它提供灵活的通道宽度和间距,并具有无方向功能,没有波长阻挡限制。CDC ROADM节点需要比其他选项更复杂的WSS设备,这增加了总体成本,但它们也提供了当今最灵活和可编程的ROADM架构。这种灵活性使网络提供商能够快速响应不可预测的流量需求。CDC ROADM还支持大规模、千篇一律的部署,因为它的全波长路由灵活性消除了部署光线路系统时通常需要的详细波长分配和路由预先规划。

现代 ROADM 网络可用于自动配置站点上的添加/删除端口,并轻松扩展以适应新的光纤路由。根据架构的不同,ROADM 可以显著减少 WDM 网络所需的波长路由和分配预先规划的数量。ROADM可用于环形或网状结构。由于能够在网络中重新路由波长路径,ROADM可用于提供光层恢复。柔性网格 ROADM 使光子层面向未来,确保它与任何新的相干技术兼容,无论使用何种波特。灵活的网格通道间距可与下一代相干调制解调器配合使用,用于处理包括 800G 在内的高速率信号,以实现 WDM 应用的最大频谱效率,并打开线路系统,提供使用任何供应商相干光学器件的灵活性。

借助 WaveLogicä Photonics,Ciena 在 6500 和 6500 RLS 平台上提供全系列的光子层架构,从固定、无源滤波器到柔性网格 ROADM。智能第 0 层控制平面通过自动库存、更快的服务和波长配置以及更高的网络可用性来简化操作。这允许网络提供商提供广泛的服务级别保证,并根据需要对波长路由进行尽可能多的控制。
借助Ciena的WaveLogic Photonics,网络提供商可以提高线路系统的开放性和可编程性。网络可以通过使用标准数据模型的开放API或使用Ciena的管理,控制和计划(MCP)域控制器进行管理。Ciena的线路系统接受来自任何供应商相干光学器件的波长,包括可插拔和转发器,为网络提供商提供了更大的灵活性和选择。Ciena的Liquid Spectrum™应用程序利用WaveLogic Photonics高度仪器化和可编程的线路系统,并将其与先进的软件应用程序相结合。这使得网络提供商能够实时调整、控制和调整光容量,从而能够获得新的收入流,并能够更充分地将现有资产货币化。
ROADM科技
当ROADM技术首次推出时,其功能是作为添加/删除设计,一次可以从网络中添加或删除一个波长,ROADM现在可以在任何方向上路由和重新路由任何波长 - 这被称为CDC-ROADM。以前ROADM只真正用于长距离密集WDM(DWDM)网络,随着对更大容量的需求增加,现在在主要城域网络中也更常见。

ROADM如何工作?

ROADM 具有许多组件,可帮助确保更高的效率,从而实现快速响应的网络:
  • 波长选择开关 (WSS) – 这是允许切换波长的部分。网络管理员可以将任何波长路由到任何端口或从任何端口路由,以根据需要无缝更改连接。
  • 光通道监控 (OCM) – 监控每个波长的光功率,以确保它们尽可能高效地运行。
  • 可变光衰减器 (VOA) – 配置每个波长的功率电平,以最大限度地减少信号损失。

ROADM vs DWDM

ROADM 为您提供了更大的灵活性,您可以选择然后重新选择要添加或删除的特定波长。如果您有不可预测或可变的流量,这尤其有用。
作为点对点网络,DWDM 非常适合将大量数据从一个数据中心传输到另一个数据中心。
ROADM 的初始成本高于 DWDM。然而,随着流量负载的增加,即使每个链路只增加几个波长,ROADM 也会很快变得比 DWDM 更经济。
ROADM的另一个好处是,您可以实现“多度”网络,每个节点有多个光纤路径连接到其他站点。因此,如果一条光纤路径出现故障,您只需将流量引导到另一条路径即可。
ROADM是目前部署的最常见的光网络类型。

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