ROADM电域功能有待升级

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传统的全光ROADM由于还是模拟信号的处理，因此并不能真正解决针对不同颗粒业务的调度、汇聚、保护等问题。具有电域处理功能的ROADM实现以后，光层才真正变成了一个适应于IP业务的灵活的具有弹性的网络，使得光网络真正从传统的模拟网络向新一代的数字网络演进。
        近年来，随着IP网络的迅猛发展，宽带、IPTV、NGN、3G等新业务大量应用，以支持TDM业务为特征的传统光传送网络，在组网结构和带宽能力上都显得不相适应。随着扁平化趋势，整个网络最终会成为IPOVEROptical的网络，如何解决分组业务传输，实现大颗粒IP业务的调度，提高网络的智能性和可生存性，是现有网络面临的问题。
        DWDM技术的不断进步，将早期DWDM系统中一些阻碍DWDM系统向理想业务平台发展的固有限制逐步消除，其中最为显著的就是在城域网和长途DWDM系统中布署的可重构光分插复用设备(ROADMs)，这使得“任何波长”和“每个波长”都能接入每个节点，这样就大大加快了业务的疏导和简化了波长规划。根据RHK2006年报告，2006年全球ROADM市场达到7600万美元，全球城域WDM的应用规模已经第一次超过长途WDM的市场规模。

传统全光ROADM受到挑战
        目前，基于全光的ROADM有三种主流技术：
1.基于液晶的波长阻断(WB)，WB是2维器件，可以支持较多的光通道数和较小的通道间隔(在10Gb/s和40Gb/s下缩小至25GHz间隔)，阻断通过波长并对每个波长进行均衡，具有低色散的特点，可以实现多器件级联，但是需要额外的波长上下模块共同组成ROADM节点。
2.平面光波电路(PLC)，PLC是一种基于硅工艺的集成电路，可以集成多种器件，例如，光栅，分路器以及交换器，AWG等，实现波长复用和解复用。通过交换器实现波长直通，或阻断并加入，VOA实现每通道的动态均衡，上下路的通道是彩色光，是一种低成本的解决方案。
3.波长选择开关(WSS)。WSS是基于MEMS的光学平台，可以支持1x9100GHz或5x150GHz器件，MEMS器件具有频带宽，色散低，并且同时支持10/40Gbit/s光信号，基于端口的波长定义(Colorless)，可以支持高达8度的维度，但集成的部件更多，控制复杂，随着制造工艺的发展，WSS的成本不断下降，逐渐成为ROADM器件的主流技术。
        全光的ROADM节点的引入可以提供以波长为单位光域的调度能力，例如环网保护、Mesh恢复、波长调度，等等。但是ROADM同样也有明显的劣势：
        首先，是由于全光系统中，只能以波长为颗粒进行处理，不能对子波长业务，例如波长为10G系统中的1G和2.5G的业务，进行交换/汇聚等处理，网络灵活性和带宽利用率受到一定限制。
        其次，是由于商用波长转换技术的欠缺，只能在相同波长内进行调度，极大限制了ROADM的调度能力。
        最后，由于传输物理限制因素，全光传输距离有一定的限制，使得在骨干网应用中，业务流量和流向并不能任意变化，仍然需要精确的设计和规划，增加了网络规划的复杂性。
        对于中国这样的国家，在骨干网中引入ROADM存在一定难度，德国电信也明确指出，传输物理限制是影响ROADM组网的重要原因。
数字ROADM闪亮登场
        基于ROADM目前存在的这些不足，一些厂商和运营商也提出了电域调度的概念，因此产生了透明光网络与不透明光网络的争论。由于DXC的交叉粒度限制，目前业界的观点是基于ODUk(ODU12.5Gbit/s，ODU210Gbit/s，ODU340Gbit/s)的交叉连接功能将成为未来电域交叉连设备的主要形态。采用ODU的交叉的ROADM有如下几种方式：
光+电的ROADM
        光+电的ROADM就是在传统全光ROADM的基础上，增加了电域交叉的功能，目前典型的设备形态是ROADM+OTN的交叉。对于10G以上(含10G)的业务，节点采用全光的方式进行直通或者上下，对于GE/2.5G的业务，节点先将其下路到电域交叉板，再进行电域的分插和复用。这种分插复用模式有点类似于ADM中的VC-4和VC-12的两级交叉，只是第一级是采用全光的处理。目前已有设备商推出相关产品，并在城域范围内有一定应用。
数字ROADM
        以Infinera为代表的下一代数字光网络倡导者，正在以惊人的速度将数字ROADM的应用传播开来。数字光网络是将DWDM、GMPLS、OADM、OTN等功能集成到一个设备中，这一切都归功于其特有的光子集成技术(PIC)。数字ROADM具有类SONET/SDH的独特体系结构，将DWDM线路端及客户端接口分离，线路板之间以2.5G(ODU1)的颗粒度进行交换。PIC技术降低了OEO转换成本，因此所有业务的交叉，复用，分插等都是在电域以数字的形式完成而非在光域完成，因此对光路信号没有任何影响。骨干DWDM网络从此变得像SDH网络一样灵活和简单。
        数字的ROADM与传统的OADM或ROADM相比，具有如下优势：
1.每个节点具有1G和2.5G业务的子波长分插、复用和疏导功能，节省了外置的带宽交换设备需求(OXC或ADM等)。
2.电域的交换消除了传统(R)OADM系统的波长阻塞问题，波长可以在不同段落重新利用，最大限度地提高了带宽的利用率。
3.不必像模拟系统中的受传输距离的限制，增减波道、路由变化、速率变换等，都不需要考虑链路的特性，简化了光层设计和规划，增加了网络的灵活性。
4.具有类似于SDH的SNCP的保护，对波长或者子波长业务的保护倒换时间在50ms以内。同时具有GMPLS的重路由恢复功能，最大限度地保证业务的可靠性。
        无论是光+电的ROADM还是数字ROADM都采用了电域的ODUk的交叉连接功能，目前业界还有一种观点是采用分组交换的方式而非ODU的交叉，此时节点设备由电域的分组交换和光ROADM组成，采用T-MPLS等新的传送平面协议，适应IP业务的发展。分组化是未来的一个发展趋势，但是目前基于分组交换的传输设备还不成熟，并且应用场景以及和路由器等设备的互联互通处在研究之中。
向新一代光传送网演进
        目前，当SDH层逐渐退向边缘的时候，WDM层从点对点的传输走向具有调度、梳理功能的光域组网是必然的发展趋势。就像SDH网络一样，光层的ROADM相当于ADM设备和OTM共同组成光层的网络。传统的全光ROADM虽然能够部分增加网络的动态性和灵活性，但是由于还是模拟信号的处理，因此并不能真正解决针对不同颗粒业务的调度、汇聚、保护等问题，也不能实现数字化的维护和管理。具有电域处理功能的ROADM实现以后，光层才真正变成了一个适应于IP业务的灵活的具有弹性的网络，使得光网络真正从传统的模拟网络向新一代的数字网络演进。