ROADM的五種結(jié)構(gòu)與特性的詳細(xì)介紹

ROADM（Reconfigurable Optical Add－Drop Multiplexer）是可重構(gòu)光分插復(fù)用器，一種使用在密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)中的器件或設(shè)備，通過遠(yuǎn)程的重新配置，可以動(dòng)態(tài)上路或下路業(yè)務(wù)波長，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度。

每個(gè)ROADM節(jié)點(diǎn)包含一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI）和一個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）。NNI互連來自／去往多個(gè)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(diǎn)的信號，并從本節(jié)點(diǎn)上傳信號。為了實(shí)現(xiàn)無阻塞的波長交換和上／下載，新一代ROADM節(jié)點(diǎn)要求具有無色、無方向性和無競爭（CDC ROADM）的特點(diǎn)。

ROADM節(jié)點(diǎn)通常由波長選擇開關(guān)（WSS）和其他模塊組成，CDC功能取決于ROADM節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，而靈活帶寬功能則取決于其中的關(guān)鍵模塊WSS。目前主流的WSS技術(shù)方案有三種：MEMS、液晶（LC）和硅基液晶（LCOS），其中LCOS WSS源生性支持靈活帶寬功能，LC WSS經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)之后也能支持靈活帶寬功能，而MEMS WSS則不支持該功能。 以下為五種ROADM結(jié)構(gòu)。

CD ROADM結(jié)構(gòu)

圖1所示ROADM結(jié)構(gòu)＃1，其NNI側(cè)由1＆times；N端口WSS構(gòu)成，一個(gè)M維（圖中僅畫出三維）ROADM節(jié)點(diǎn)需要2M個(gè)WSS。UNI側(cè)包含數(shù)個(gè)上／下載模塊（圖中僅畫出了兩個(gè)），每個(gè)下載模塊由兩個(gè)背靠背連接的1＆times；N端口WSS構(gòu)成，每個(gè)上載模塊由一個(gè)1＆times；N端口WSS與一個(gè)光分路器背靠背連接構(gòu)成。由1＆times；N端口WSS的功能可知，此ROADM結(jié)構(gòu)可支持信號的無色、無方向性上／下載。然而，當(dāng)ROADM節(jié)點(diǎn)的維度大于UNI側(cè)上／下載模塊數(shù)量時(shí)，將會中圖中紅色圈中位置發(fā)生波長競爭?；蛟S我們可以通過增加上／下載模塊數(shù)量來解決波長競爭問題，但代價(jià)不菲。因此這種ROADM結(jié)構(gòu)不能完全滿足CDC ROADM功能，只能確定為CD ROADM。

圖1． ROADM結(jié)構(gòu)＃1

基于組播開關(guān)MCS的ROADM結(jié)構(gòu)

第二種ROADM結(jié)構(gòu)如圖2所示，與ROADM＃1一樣的是，其UNI側(cè)也是由1＆times；N端口WSS構(gòu)成，而UNI側(cè)由多播光開關(guān)MCS構(gòu)成。一個(gè)M＆times；N端口MCS開關(guān)有M個(gè)輸入端口和N個(gè)輸出端口，由M個(gè)1＆times；N端口光分路器（PS）和N個(gè)M＆times；1端口光開關(guān)（OSW）構(gòu)成。光信號從其中一個(gè)輸入端口輸入，首先被光分路器分成N份，向所有N個(gè)光開關(guān)廣播；然后由對應(yīng)目標(biāo)輸出端口的光開關(guān)選擇接收到的光信號，而其他光開關(guān)而忽略該信號。

根據(jù)1＆times；N端口WSS和MCS的功能，ROADM結(jié)構(gòu)＃2可實(shí)現(xiàn)CDC功能，然而，MCS中的光分路器在分光廣播時(shí)，產(chǎn)生的損耗太大，因此需要光放大器陣列來補(bǔ)充光功率。配置光放大器陣列，其代價(jià)不菲。

圖2． ROADM結(jié)構(gòu)＃2

基于WSS的CDC－ROADM

圖3所示為ROADM結(jié)構(gòu)＃3，與前述結(jié)構(gòu)的差異還是在UNI側(cè)，它以兩個(gè)M＆times；N端口WSS實(shí)現(xiàn)信號的CDC（無色、無方向性、無競爭）上／下載。一個(gè)M＆times；N端口WSS有M個(gè)輸入端口和N個(gè)輸出端口，它可以將任意輸入端口中的任意波長組合，交換到任意輸出端口。M＆times；N端口WSS的損耗遠(yuǎn)小于MCS，因此無需配置光放大器。

圖3． ROADM結(jié)構(gòu)＃3