ROADM 技術的發展及應用趨勢探討

王君宇

（中國人民解放軍31401 部隊90 分隊，濟南 250100）

1 ROADM 的技術概述

可重構光分插復用器（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer，ROADM）是一種網絡節點設備，一般由光路監測模塊、處理模塊、波道監測模塊、光分插復用模塊、光功率管理模塊幾部分組成。ROADM 能夠實現波長的動態重構、多波道在本地端口上下路或穿通，靈活地配置業務，從而能使網絡具有重構的能力。

針對目前需要處理的大量數據業務，傳統服務于話音業務的光城域網缺乏靈活的處理能力。若將ROADM 用于網絡節點，網管系統則能靈活控制節點處的波長，從而使得光交換變得更為靈活，進一步可完成業務的快速指配，同時，ROADM 技術非常適合于10-40G 或更大顆粒的傳輸業務。提升網絡的靈活性和網絡監視、升級的能力。

2 ROADM 技術的分類

ROADM 是從出現至今，已經經歷了三個階段的發展。目前，ROADM 常見的技術有以下三種。

2.1 波長阻斷器（WB）

WB 是ROADM 的第一代技術，該技術是在信號通過光柵后，被分解為波長各異的單波信號并傳送至液晶陣列的相應單元，再利用可調光衰（VOA）調節液晶單元的導光率。顯然，如果VOA 將導光率設置為0就能阻斷對應的波長，所以易于實現光譜均衡，支持廣播業務。WB 簡單理解為二維器件，雖然模塊體積較大，但結構簡單，能夠支持100和50GHz 的波道間隔，技術相對來說成熟，成本能夠控制的較低。

2.2 平面光波電路（PLC）

PLC 是ROADM 的第二代技術，該技術是在信號通過光柵后，被分解為波長各異的單波信號后傳送至2×1的光開光的一個輸入，本地信號為光開關的另一路輸入。通過雙輸入切換開關選擇分解信號或本地信號，即可實現波長的穿通和上下等業務。信號在通過選擇開關后，也可利用VOA 調節功率，通過合光器輸出新的信號。PLC 的結構也較為簡易，但其模塊化程度較高。然而該技術在進行上下業務時必須采用彩色光，只有經過提前設定好特定的波長才能工作，因此，兼容性相對較差，多維度交叉問題不能得到有效解決。

2.3 波長選擇開關（WSS）

WSS是ROADM的第三代技術，該技術是在信號通過光柵后，被分解為波長各異的單波信號后，在利用VOA 調節光導率基礎之上，再經過1×N（N 一般小于9）的光開關實現，形成N 個單色光的復制輸出。這些單波信號通過對應的合光器形成新輸出信號，這樣就能夠完成任意波道到任意端口的輸出。WSS 技術支持下，ROADM 突破了光開關在數量和位置上的限制，能夠實現多波道輸入和多端口的輸出，是真正的"可重構"技術，該項技術的出現和應用解決了通信過程中及時應對網絡運行的需求，是現在的主流技術，當然一個缺點就是節點成本較高，并且下路不支持廣播。

實際上，ROADM 的三種技術各有優劣。實際應用中需要根據具體的需求而目的來決定采用何種技術。對于只有二維應用的需求，考慮到成本和效率，基于WB/PLC 的ROADM 技術仍然可作為首選，而對于多維度的信息傳輸和交換，這需要利用基于WSS 的ROADM 的節點來配置升級通信網絡。

3 ROADM 的發展應用趨勢

近十年來，在計算機技術、半導體技術、光學工程技術的發展推動下，ROADM 技術得到了長足的發展和應用，過去在電信通信中的一些經典設備如華為的8800 系列、烽火公司的FONST5000等，都是基于ROADM 技術的落地產品。隨著技術的進一步發展和現實需求，通信過程中對光傳輸網絡提出了更高的要求，異構、復雜、高效、智能的處理能力是未來傳輸網絡的發展趨勢。當今，越來越多的ROADM 網絡完成部署，并開展應用，未來ROADM 技術的發展趨勢可概括如下：

3.1 WSS 器件發展趨勢

面對當前對數字通信的新要求，WSS 的硬件結構和性能需要大幅進行提升，既要增加通信的端口數量，同時還要考慮到成本控制。這方面可以做的有提升硬件性能，減少插播損耗，改善光波濾波效果;提升產品制作工藝，降低成本等。

3.2 OpenROADM 的構想

軟硬件的解耦和分離式通信設備未來的發展趨勢。未來在各類通信設備的設計過程中，需要考慮將控制平面和傳輸平面的分離，OpenROADM 應時而生。

我們目前的ROADM 架構都是軟硬件集成的。廠商對于ROADM 平臺的管理和維護都是由既定單位來執行，產品缺乏獨立性和兼容性，在通信組網中勢必會降低組網效率，延遲組網周期，不利于競爭和創新。OpenROADM 項目的目標就是通過開放和解耦，來解決當前傳統ROADM 系統的不足。通過將ROADM按照功能進行拆解出不同模塊，分由不同廠商來提供，各模塊之間有標準的統一接口，實現多廠商互通。在軟件控制方面，利用智能的SDN 控制策略，能夠完成帶寬自檢和調整、通信故障偵測，并可以進行自動修復，進而能夠實現網絡性能的優化。

4 結束語

5G 等新應用對通信網絡的傳輸信息提出了新的要求，面對大顆粒、大容量、低時延等需求，ROADM 技術仍需要不斷的發展和完善，通過高效、智能和開放的新設計理念，提升產品性能，促進行業發展。