周微微 李雯 姚佳宁
北京电信规划设计院有限公司，北京 100000
摘要：ROADM技术是当前我国光传送领域中的热点，为此文章主要是对ROADM技术的实现技术展开了分析，同时讲解了ROADM技术应用，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：ROADM；波长选择；技术应用；OXC
1前言
光分插复用器是光传送网络当中重要的组成部分，其能直接传输光路当中有选择地上下某些波长的信道，且不会影响到其他波长信道的传输效率。ROADM的上下路波长能够依据当前网络的需求进行动态的重配且支持多方面的组网，已被广泛应用。
2 ROADM实现技术
ROADM主要采用光学器件构成，能调节节点上/下路的波长，从而达到对传送波长灵活配置的能力。目前，ROADM主要可分为2大类:广播/选择型ROADM和波长选择型ROADM。
2.1广播/选择型ROADM技术
广播/选择型ROADM本质上是一个2维器件，能支持2个方向，支持单环组网，主要采用长阻断器(wavelength-blocker，WB)构成。其核心部件波长阻断器通过阻断下路波长的通过实现其配置波长的功能。当光信号进入设备后，首先被均匀地分成两路,一路进入可调滤波器，对要下路的波长进行选择，另一路进入WB模块，WB模块同步地将已被选择的下路波长进行阻断，并让其他波长通过。WB模块的另一端使用可调激光器对上路波进行选择，被选择的上路波长将通过一个耦合器与原传送信号中的其他光信号合并继续向下传输。广播/选择型ROADM结构简单，模块化程度好，预留升级端口时可支持灵活扩展升级功能，支持广播业务，具备通道功率均衡能力,并且技术比较成熟，成本较低，因此目前商用WDM系统中的ROADM多为此类型。
2.2波长选择型ROADM技术
波长选择型ROADM技术近年来发展迅速，能支持10/40Gbit/s的光信号，可将任意输入波长交换到任意输出端口，实现数个光环路的即时交叉连接，能够实现8维以上的任意波长上下，可支持多个环网，其核心部件为波长选择开关(WavelengthSelectSwitch，WSS)。将WSS模块作为上路应用时，光信号首先经过功率耦合器分为下路波长和直通波长，下路波长经过可调谐滤波器实现波长的端口指配进行下路，串入的WSS模块对直通波长和上路波长进行选择后经过合路端口输出，该结构支持广播业务和多路光方向的波长调度功能，一般应用于节点多方向的波长业务调度。将WSS模块作为下路应用时，光信号经由串入的WSS模块对本地下路波长进行选择端口下路，其它非本地下路波长进行直通，与本地上路的波长信号进行合波后输出，本地上路采用波长可调的业务单板实现路端口指配，这种结构常应用于环网双向拓扑。波长选择型ROADM端口指配灵活，可以在多个方向提供波长粒度的信道，远程可重配置所有直通端口和上下端口，适宜于实现多方向的环间互联和构建Mesh网络。
2.3新一代ROADM技术
新一代ROADM系统（光背板OXC技术），采用光背板技术实现无光纤化互联，采用LCOS技术实现无机械驱动、上下波无光放性能，提供32维度超大交叉容量灵活调度，采用高精度波长监控技术，实现实时波长信息可视化管理。是未来全光交叉系统的发展方向。
3 ROADM技术应用分析
某地区现在要建设一套波分系统，根据目前的需求，上下业务的局站有A、B、C3个，其中C点目前业务量较小。采用这种方案需要在C点“背靠背”放置2端OTM，全系统共计4端OTM设备，投资比较高，而且组网方式很“僵硬”虽然C点的业务量小，但其投资和维护代价却是最高的，A站和B站的任何扩容改动C站都要进行相应的改动和扩容。在这个方案中，因为C点的业务量较小，故在C点放置一端固定OADM设备，只留给C点几个波上下业务用，其余波长均直通。显而易见，此方案使投资显著下降，而且除非是与C点有关的波道进行调整，A、B点的波道扩容或调整都不会对C点产生影响，这样也使C点的维护量大大降低，但其组网方式仍不够灵活。
此方案中C点放置了ROADM设备，这就使其灵活性大大增强。首先，如果C点业务量突然激增，采用固定OADM预留的波道数量就有可能不能满足传输需求，而ROADM是可以任意波上下的；其次，如果有D点与E点与A、B、C之间有传输需求，如果不采用ROADM技术，也是无法解决的——OTM只能支持单方向，固定OADM，甚至采用WB的ROADM也只能支持2个方向！而采用WSS的ROADM目前已经能够支持10个方向。也就是说可以在不影响原有业务的情况下，将D/E点接入，网络拓扑由链型变成星型。而且ROADM的远程调度功能也使维护工作量下降。但从投资来看，采用ROADM设备无疑会比固定OADM的方案投资高，但其灵活性、组网能力大大提高，从长远来看，使ROADM设备来搭建传输网的方案将会大量应用。网络运营商只有在适当的提高网络投资(Capex)的同时大幅降低Opex，才能获取利润，延续网络运营能力。ROADM与“背靠背”的OTM设备和固定波长的OADM相比，更能够提高网络容量，促进人力和网络两种资源达到最优化，从而网络运营效率到最高。
4 ROADM部署时需关注的重点
4.1传输距离
色散、光纤衰减、非线性效应以及光放大器噪声等多种因素影响都会影响传输距离。100Gb/s相干接收技术已能够减少色散、非线性效应和累积噪声对系统的影响，光纤衰减成为影响光信号传输距离的主要因素。可以通过光缆网络结构布局优化、选用低损耗光纤、波长组织最短路由等措施解决。
4.2波长冲突
WSS波长选择开关是ROADM设备的核心，由于WSS板卡只有一个合波口，同一块板卡内无法实现上下相同波长，制约了业务调度和网络部署的灵活性。通过增加上下路波长使用的WSS虽然能够解决波长冲突的问题，但也带来了WSS堆叠后存在大量的系统内部连纤，系统复杂、维护困难。
4.3恢复时间
由于光层信号的传输距离受限以及光交叉器件的切换时间影响，目前通过重路由方式的波长恢复时间还无法满足50ms的要求。ROADM部署时要综合考虑路由的组织和波长的安排，缩短业务的恢复时间；同时结合不同的业务重要性等级，采用不同的保护和恢复策略。
(1)永久1+1保护：预置主备业务路由，同时叠加重路由机制，主备路由障碍均能触发重路由恢复，业务安全等级最高，可实现50ms倒换；
(2)1+1保护+重路由：预置主备业务路由，主备路由全部障碍时触发重路由恢复，可实现50ms倒换；
(3)1+1保护：预置主备业务路由，现网WDM和OTN也可配置，实现基于波长和客户信号的1+1保护，可实现50ms倒换；
(4)重路由恢复：业务路由故障后，触发ASON重路由机制，通过软件内部算法实现波长自动恢复，但时间超过50ms，仅适用于对恢复时间要求不高的业务。
5结束语
由上可知，ROADM的传送网络能有效减少到运营商网络的投入成本，同时提供了更加灵活的带宽提供能力，且随着电信级以太网业务的不断发展以及普及，ROADM技术的可重构光网络会成为下一代传送网络的重要平台。
参考文献
[1]黄海清,李维民.ROADM结构与技术的演进［J］.光通信技术,2012(10):211-212.
[2]吴齐勇.利用ROADM技术在干线光传输网组建网络的应用研究[J].网络安全技术与应用,2020,000(005):20-21.
作者简介：周微微（1978—），女，汉族，籍贯:北京，大专，工程师，研究方向：有线通信。
李雯（1985—），女，汉族，籍贯:北京，硕士，高级工程师，研究方向：有线通信。
姚佳宁（1979—），女，汉族，籍贯:北京，硕士，高级工程师，研究方向：有线通信。