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1 引言

隨著各類互聯(lián)網應用、移動視頻、IDC、IPTV等業(yè)務的迅猛增長，對傳輸速率和通信容量需求不斷增加，傳統(tǒng)點對點 OTN 鏈路的網絡結構難以滿足未來和業(yè)務發(fā)展的需要。如何以更低成本建設傳輸承載網絡來滿足帶寬需求，同時保障時延敏感業(yè)務的時延要求，成為所有運營商共同面對的問題?？芍貥嫻夥植鎻陀闷鳎≧OADM）技術的發(fā)展成熟及應用為上述問題提供了解決方案。本文介紹了ROADM技術的特點，以及與傳統(tǒng)OTN對比，提出了ROADM技術在本地傳送網絡的應用策略，并給出了山東某市城域ROADM網絡部署案例。

2 ROADM主要技術及特點

ROADM (Reconfigurable optical add/drop multiplexer)全稱為可重構的光分插復用器，是一種使用在密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)中的器件或設備，其作用是通過遠程的重新配置，可以動態(tài)上路或下路業(yè)務波長，無需手工跳纖，就可以實現對WDM系統(tǒng)的波長重構。多維ROADM 設備還支持波長通道在各個維度（方向）之間靈活調度。

目前，ROADM常見的有三種技術：波長阻斷器（Wavelength Blocker，WB）、平面光波電路（Planar Lightwave Circuit，PLC）和波長選擇開關（Wavelength Selective Switch，WSS）。波長阻斷器（WB）是一種可以調整特定波長衰耗的光器件，通過調大指定波長通道的衰耗，達到阻斷該波道的目的。平面波導電路（PLC）技術是一種基于硅工藝的光子集成技術，它可以將分波器（DMUX）、合波器（MUX）、光開關等器件集成在一起，從而提高了ROADM設備的集成度，通常基于PLC的ROADM設備只能支持兩方向。波長選擇開關（WSS）是隨著ROADM設備的應用而發(fā)展起來一種新型技術，通常是一進多出或多進一出的形態(tài)，稱為1×N WSS和N×1 WSS，兩種WSS的內部結構完全一致，區(qū)別僅在于光信號傳輸方向。它可以將輸入端口的N個波長任意分配到M個輸出端口。WSS方式的ROADM可以任意改變波長的上下和穿通狀態(tài)，并且處理過程中不會出現中斷。WSS允許任意一個波長從任意一個端口輸出，WSS的每個端口既可以作為本地波長上下使用，也可以作為多向復用段端口使用，用戶可以通過網管完成波長上下和穿通狀態(tài)的設置，實現遠程動態(tài)波長狀態(tài)調整，實現業(yè)務的快速開通。此外，WSS與WB和PLC相比，最大的差異是可以支持多個方向的波長調度，支持多維ROADM結構，具備良好的可擴展性，因此基于WSS的方案成為主流商用方案。通過各類WSS、耦合器組件進行搭建可實現波長無關（Colorless）、方向無關（Directionless）、競爭無關（Contentionless）等功能的各種組合。

3 ROADM技術與傳統(tǒng)OTN技術優(yōu)缺點

與傳統(tǒng)OTN 網絡不同，ROADM 的網絡模式為區(qū)域化的網狀網，其技術優(yōu)點主要體現在以下幾個方面：

（1）ROADM 技術的應用把OTN系統(tǒng)間的業(yè)務調度從人工方式變成自動方式，實現了光網絡在光層面的自動調度和恢復。

（2）利用多種保護方式如OMSP保護、OCH 保護、光電協(xié)調保護等建立基于傳送層的保護和基于控制層的重路由恢復機制，實現網絡級的保護恢復能力，提升網絡可靠性及業(yè)務生存性。

（3）可以根據業(yè)務流向優(yōu)化傳輸路由，減少低效轉接，降低時延，實現傳輸距離與物理距離的無限接近。

（4）通過網管系統(tǒng)自動遠程進行波道的調度，代替人工跳纖的方式，節(jié)省人工成本。

（5）實現了波長級業(yè)務的一跳直達與最低時延傳送，縮短了業(yè)務的開通周期，提升了傳輸網絡的運行維護效率。

（6）業(yè)務適應性強，可以低成本快速擴展網絡容量。容量不受背板限制，減少了大量OTU設備，對機房空間占用少，功耗低，降低了對機房電源和空調系統(tǒng)的消耗。

同時受限于光傳送的特性和 ROADM技術的架構，ROADM在應用上目前還有一些待改進的問題：

（1）只能對波長進行調度，無法對每個波長內的子時隙和業(yè)務進行調度，無法實現更小顆粒業(yè)務的匯聚和調度。

（2）目前再生技術在光層暫未實現應用，導致光信號在進行長距離傳輸時，仍需要進行電中繼。

（3）ROADM網絡，受到光信噪比、色散、PMD等物理傳輸性能限制對系統(tǒng)長距離傳輸能力、可管理性和可調度性影響較大，網絡傳輸距離受限。

（4）網絡調度和規(guī)劃、維護比較復雜，需要功能完善的軟件輔助應用，否則其優(yōu)點難以體現。包括在線業(yè)務規(guī)劃和調度輔助工具、自動實現端到端WSS 交叉連接配置等。

4 ROADM技術在本地傳輸承載網的應用策略

本地傳輸承載網網絡結構層次清晰，自上而下分別為核心層、匯聚層、接入層。核心層位于本地傳送網的頂層，傳輸容量大，節(jié)點的重要性高，核心層一般采用網狀網結構。

匯聚層位于核心層與接入層之間，對接入層上傳的業(yè)務進行匯聚整合，并向核心層節(jié)點進行轉接傳送。匯聚層一般采用環(huán)網結構。

接入層位于網絡末端，網絡結構易變，根據光纜資源情況采用環(huán)形、鏈形、星形等組網結構。

ROADM技術主要應用在核心層和匯聚層，可應用于鏈型、環(huán)形和網狀網結構?？筛鶕唧w情況選擇合適的網絡結構。由于光放站的成本非常低，因此在光纜資源具備條件的情況下，應優(yōu)選網狀網結構，提高網絡路由豐富度。ROADM 網狀網組網結構示意圖見圖1，在網狀網結構中，為保證所有節(jié)點間業(yè)務的性能，需要對可能出現的所有路由均進行光層傳輸性能的仿真計算和優(yōu)化，網絡規(guī)劃和優(yōu)化比較復雜。同時一條業(yè)務經過的ROADM 節(jié)點數量不宜太多，以提高每個節(jié)點的設備利用率，原則上建議每條業(yè)務經過的ROADM 節(jié)點應不超過3個（不包括業(yè)務上下節(jié)點）。

圖1 ROADM 網狀網組網結構示意圖

在網狀網組網的結構中，核心節(jié)點業(yè)務上下比較多，波道利用率比較高，容易出現波長沖突的情況，可通過增加核心節(jié)點互聯(lián)方向數提高網絡的能力。如圖2 ROADM網狀網網絡擴容示意圖所示，圖2中A、B 節(jié)點都是業(yè)務核心節(jié)點，其他節(jié)點的業(yè)務都向這兩個節(jié)點匯聚， 容易出現到A、B 節(jié)點的波道沖突或波道利用率比較高，可以如圖上綠色虛線所示，增加幾個路由方向，可提高整個網絡的利用率。

圖2 ROADM 網狀網網絡擴容示意圖

同時，隨著業(yè)務發(fā)展，網狀網中的核心節(jié)點還有可能出現初期配置的網絡方向數不足的問題。可通過在該站點增加一端ROADM 設備的方式，對網絡進行擴容。如圖3所示（圖中A’和B’節(jié)點為新增節(jié)點）。一般來說核心層ROADM 節(jié)點需要提供較多的光交叉維度，匯聚節(jié)點ROADM 設備的維度和容量要求相對不高，一般只需要2-4 維。

圖3 ROADM 網狀網業(yè)務核心節(jié)點擴容示意圖

5 ROADM技術在山東某市城域ROADM網絡部署案例

山東某市城域ROADM網絡主要定位于市區(qū)城域匯聚至核心節(jié)點以及城域匯聚節(jié)點之間的業(yè)務上下。主要滿足市區(qū)PTN上行業(yè)務承載、市區(qū)交換機到BRAS的業(yè)務承載以及市區(qū)集客大顆粒業(yè)務和IDC等業(yè)務的承載需求。本工程具體組網結構如圖4所示，本工程充分利用某市城域光纜網豐富的光纜資源，建設城域ROADM網絡，每個節(jié)點至少有2個及以上物理路由與其他節(jié)點匯聚光纜直達，且系統(tǒng)路由與光纜路由完全重合，避免使用中繼光纜跳接，整個網絡采用WSON功能，ROADM設備采用方向無關、波長無關（CD-ROADM）結構的設備型態(tài)，整個系統(tǒng)速率配置為100Gb/s，全網共設置ROADM節(jié)點25個，其中核心節(jié)點（FS、DH、NJ、FZ、JS、SJZX）采用20維WSS，并支持flexgrid功能，其余匯聚節(jié)點采用9維WSS，共設置復用段33段。

6 結束語

隨著各類互聯(lián)網應用、移動視頻、IPTV等新興業(yè)務的迅猛發(fā)展，對本地傳送承載網絡容量提出了更高要求，傳統(tǒng) OTN 網絡已經難以滿足本地承載網絡的發(fā)展要求，基于ROADM技術的移動承載網絡部署成為解決問題的重要手段。本文對ROADM技術的特點及其技術優(yōu)勢，結合本地承載網的網絡特性，提出了ROADM技術在本地傳送網絡的應用策略，可以預見，ROADM 技術將在本地傳輸承載網得到越來越廣泛的應用。

圖4 某市城域ROADM 網絡結構示意圖