光添加/丢弃多路复用器(OADM)是一种波分复用(WDM)网络设备,它可以访问光纤上的所有波长,并允许在一个位置上删除或添加特定的波长,同时也允许其他波长通过该站点而不需要终止。oadm通过允许波长(即波长1)从一个方向下落而不继续穿过该位点,这样同样的波长也可以被添加到相反的方向。基本的、固定的oadm的一个缺点是,即使通信量和模式需要更改,在部署后通常也不能修改或重新配置它们。它们也仅限于两个方向。

带光通的OADM位点示意图
图1。具有光通的OADM站点

为了方便地调整以适应不断变化的流量需求,可重构光添加/丢弃多路复用器(ROADM)在21世纪初被引入。roadm支持A-Z光路的远程配置(和重构),并且支持多个方向的站点光网组网。与它的前身OADM一样,ROADM允许在一个站点上添加和丢弃单个波长,并且在通信模式发生变化时能够调整或更改添加/丢弃与通过配置。

如果交通模式发生变化,基于ROADM的网络图可以远程重新配置
图2。如果流量模式发生变化,基于ROADM的网络可以远程重新配置

在波长路径上的中间点,ROADM可以将波长重定向到路径上下一个点的适当方向。这简化了操作,通过一个中间站点自动连接,很像一个自动化的补丁面板,因此技术人员不再需要部署手动补丁来提供一个新的波长或改变波长通过网络的路径。

最初,ROADMs利用固定网格波长选择开关(WSS)技术,在特定的通道规划和间距下工作。这些roadm通常基于50 GHz或100 GHz的固定网格。为了通过ROADM,添加到网络中的每个波长都必须符合这个严格的通道间距。然而,随着相干技术转向更高波特率的信号和更宽的通道尺寸,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,在这种网格中,单个通道可以使用不同的通道宽度和间距。这使得现代光子线系统可以利用相干技术的进步来提高光谱效率,降低成本、功率和每比特空间。今天,超过90%的ROADM节点利用了柔性网格WSS技术。

使用灵活网格WSS设计的ROADM节点可以支持具有不同灵活性级别的不同体系结构。最基本的ROADM架构使用固定的过滤器进行添加/删除。其他体系结构允许在波长分配或颜色、添加/删除波长的方向离开站点,或在任何方向自由路由波长而不受限制。

roadm图支持多种具有不同灵活性级别的体系结构

图3。roadm支持多种具有不同灵活性级别的体系结构

固定过滤器ROADM架构
成本最低但最不灵活的选择是固定过滤器ROADM体系结构,它充当固定OADM站点的可重构版本。ROADM能够调整添加和删除的波长,它可以重定向通过站点的波长。

该体系结构使用了一个固定的通道多路复用/双路复用(CMD)。固定滤波器遵循特定的信道计划,迫使网络坚持严格的信道间距,例如50 GHz、75 GHz或100 GHz间距。此外,每个滤波器端口被固定到特定的波长频率,因此波长1可以连接到过滤器的端口1,但不能连接到任何其他端口。此外,每个滤波器直接连接到一个特定的方向。因此,当波长被添加到网络中时,它们必须连接到CMD和ROADM,这些CMD和ROADM面向它们需要去的方向。要在这个网络中部署需要更宽间距的波长,就需要新的cmd——而且每个cmd都需要连接到一个可用的WSS端口。

无色,又称无色直接附着,ROADM架构
通过使用无色CMD(CCMD),转移到无色ROADM架构增加了波长分配、通道宽度和通道间距的灵活性。无色能力使网络支持任何现代相干光学技术,实现容量、占地面积、功率和每比特成本的改进,而不考虑使用的相干技术生成。无色roadm还使一个更开放、更灵活的网络能够支持来自不同供应商的波长。与固定过滤器ROADM非常相似,无色直接附加(CDA) ROADM是一个简单的架构,易于扩展。

CDA ROADM架构示意图

图4。CDA ROADM架构

CDA ROADM节点可以扩展以连接到新的连接程度或提供额外的无色添加/删除。由于CCMD直接连接到一个特定的方向,当添加和删除一个新的波长时,它们必须连接到正确的方向的CCMD和ROADM。

一些CDA ROADM架构还支持应答器直接连接,其中应答器可以直接连接到ROADM端口,而不需要CCMD。这为具有较低流量需求的节点提供了较低的首入成本,并为每个直接连接的应答器消耗了ROADM端口。应答器直接连接是低增长,低容量网站的一个很好的选择。如果流量需求在未来发生巨大变化,可以添加CCMD来为更多的添加/丢弃通道提供额外的扇出。

低生长地区应答器直接连接示意图

图5。应答器直接连接到低生长区域

无色,无方向的ROADM架构
为了获得更多的添加/删除灵活性,可以部署一个无色、无方向(CD) ROADM。与CDA ROADM不同的是,CDA ROADM的每个CCMD都直接连接到一个特定的方向,CD ROADM添加了额外的ROADM设备来远程更改每个添加/丢弃通道的方向。它还支持使用任何连贯的技术,并提供无色的添加/删除灵活性。

CD ROADM架构

图6。CD ROADM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。这可以用来启用光层重构和恢复。如果出现故障,光控制平面可以将节点外的添加/删除通道从一个方向重定向到另一个不同的、可选的方向。然而,这种体系结构不允许完全的波长路由灵活性,因为当同一颜色波长的多个版本被添加到单个位置并发送到不同的方向时,它并不能消除波长争用。这种架构只允许在每个位置添加/删除每种颜色波长的单个实例。

无色,无方向,无争用的ROADM架构
为了实现全波长路由的灵活性,需要一种无色、无方向、无争用(CDC)的ROADM架构。CDC ROADM的无争用能力允许相同波长的单个CCMD用于不同方向的添加/删除。换句话说,CCMD上的端口1可以是波长1CCMD上的端口2可以为波长1(即相同频率)为西方向。这意味着CDC ROADM节点在波长分配和路由方面没有任何限制和限制,可以用于光子层网络优化和波长的动态重路由,实现流量恢复。

CDC ROADM架构示意图

图7。CDC ROADM架构

CDC ROADM节点保留了其他灵活网格ROADM类型的所有优点,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,并授予无方向能力,没有波长阻塞限制。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,但它们也提供了目前可用的最灵活和可编程的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还支持广泛的、裁剪式的部署,因为它的全波长路由灵活性消除了部署光学线路系统时通常需要的详细波长分配和路由预规划。

现代ROADM网络可用于自动配置站点上的添加/删除端口,并易于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可以在环形或网状结构中使用。通过跨网络重新路由波长路径的能力,roadm可以用于提供光层恢复。灵活的网格ROADMs对光子层进行了未来防护,确保它与任何新的相干技术兼容,而不管所使用的波特率如何。灵活的网格通道间距与下一代相干调制解调器一起工作,用于高速率信号,包括800G,以实现WDM应用的最大光谱效率,并开放线路系统,以提供使用任何供应商相干光学的灵活性。

通过WaveLogicä Photonics, Ciena在6500和6500 RLS平台上提供了从固定无源滤波器到灵活网格roadm的全方位光子层架构。智能Layer 0控制平面通过自动化库存、更快的服务和波长配置以及增加网络可用性简化了操作。这允许网络提供者提供广泛的服务级别保证,并根据需要对波长路由有尽可能多的控制。

利用Ciena的波ogic Photonics,网络供应商可以增加线路系统的开放性和可编程性。该网络可以通过使用标准数据模型的开放api或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的相干光学器件的波长,包括可插拔和应答器,为网络供应商提供了更多的灵活性和选择。Ciena的液体光谱™应用程序利用了波ogic Photonics的高度仪表化和可编程线路系统,并将其与先进的软件应用程序相结合。这使得网络供应商能够实时调整、控制和调整光容量,从而获得新的收入流,并能够更充分地将现有资产变现。