基于ROADM的全光網結構以及什么是CDC-F ROADM?

近兩年來，5G成為全世界的聚焦點，它以高速率、廣連接和低時延為特征。無線通信技術已經成就了5G的前兩項特征，然而，5G通信的時延與支撐無線基站的光纖網絡有關。終端設備的高速率和廣連接，耗盡了光纖通信系統(tǒng)的帶寬，導致更多的時延。光纖網絡有待升級，重點在城域網的升級?；诔杀究紤]，現有的城域網主要是基于CWDM和FOADM（固定光分叉復用器）技術，為了升級網絡，之前應用于骨干網中的DWDM和ROADM（可重構光分叉復用器）技術，有望下沉至城域網。

全光網結構

為了提高光纖網絡的效率和運營成本，新一代的全光網AON應具有SDN（軟件定義網絡）功能，SDN網絡可通過軟件設置來重構，免于人工操作。ROADM是實現SDN網絡的關鍵設備，如圖1所示。基于ROADM的全光網包括三層架構：長途網、城域網和接入網。長途網實現大城市之間的連接，通常建設成MESH（網狀網）結構。城域網則通常采用光纖環(huán)網結構，隨著電信業(yè)務的多樣化和復雜化，城域網演進成多環(huán)結構，包括一個核心環(huán)網和多個邊緣環(huán)網。接入網由城域環(huán)網提供支持，并延伸到終端用戶附近。接入網與用戶之間的最后連接方式包括FTTx（光纖到商務樓宇、學校和家庭，等等）和無線基站。

圖1. 全光網結構

CDC-F ROADM是什么?

每個ROADM節(jié)點包含一個網絡節(jié)點接口（NNI）和一個用戶網絡接口（UNI）。NNI互連來自/去往多個傳輸方向的DWDM信號，這些DWDM信號以波長粒度在各傳輸方向之間切換。UNI以波長粒度下載目的地為本節(jié)點的信號，并從本節(jié)點上傳信號。為了實現無阻塞的波長交換和上/下載，新一代ROADM節(jié)點要求具有無色、無方向性和無競爭（CDC ROADM）的特點。

考慮一個8維ROADM節(jié)點，每個傳輸方向有80個DWDM信道，因此節(jié)點處需要處理的總波長數為8×80=640個。然而根據統(tǒng)計，在每個ROADM節(jié)點的UNI側需要上/下載處理的波長數一般小于總數的20%，大多數波長僅在NNI側進行交換。因此UNI側配置640×20%=128個上/下載端口數就足夠了。然而，只準備20%的上/下載端口，要求每個端口都是多面手，意味著每個上載或者下載端口能夠根據控制系統(tǒng)的安排，上載或者下載去往或者來自不同方向的不同波長（無色和無方向性），同時要求UNI側能夠同時下載來自不同方向的相同波長（無競爭）。

光纖中傳輸的信號，可能存在不同比特率。在高速傳輸系統(tǒng)中，因調制產生邊帶，不同比特率的信號需要不同的信道寬度。如圖2所示，比特率為100G、400G和1T的信號，分別需要50GHz、75GHz和150GHz的信道寬度，這與低速信號（≤25G）大不相同。低速信號通常占用信道寬度為50GHz或者100GHz，取決于DWDM系統(tǒng)的設計，而非受限于信號的調制速率。

圖2. 不同比特率的信號所需的信道寬度

為了適應即將到來的高速傳輸，DWDM系統(tǒng)應具有超信道功能，信道寬度應該是可變的，可根據需要動態(tài)調整為50GHz、75GHz、100GHz、150GHz，等等。超信道功能是系統(tǒng)設計語言，光學模塊設計人員通常用另一個詞“靈活帶寬”表述相同意思。

一個具備無色、無方向性和無競爭功能的ROADM節(jié)點，稱為CDC ROADM，如果節(jié)點進一步支持靈活帶寬功能，則稱為CDC-F ROADM。

即將到來的5G應用促進全光網的升級，作為全光網中的關鍵部分，ROADM市場有望迎來快速增長，特別是在城域網中的應用。

關于億源通（HYC）

億源通（英文簡稱HYC）創(chuàng)立于2000年，是全球行業(yè)內領先的無源光器件OEM/ODM及解決方案提供商，專注于光通信無源基礎器件研發(fā)、制造、銷售與服務。公司主營產品為：光纖連接器（數據中心高密度光連接器），WDM波分復用器，PLC光分路器，MEMS光開關等四大核心光無源基礎器件，廣泛應用于光纖到戶、4G/5G移動通信、互聯網數據中心、國防通信等領域。