ROADM技术白皮书-20100810

ROADM技术白皮书运营商LOGOROADM技术白皮书中兴通讯版权所有未经许可不得扩散2019版权所有©中兴通讯股份有限公司第I页ROADM技术白皮书版本日期作者审核者备注V1.02010-6-18何漪不对第三方开放©2010ZTECorporation.Allrightsreserved.2019版权所有中兴通讯股份有限公司保留所有权利版权声明：本文档著作权由中兴通讯股份有限公司享有。文中涉及中兴通讯股份有限公司的专有信息，未经中兴通讯股份有限公司书面许可，任何单位和个人不得使用和泄漏该文档以及该文档包含的任何图片、表格、数据及其他信息。本文档中的信息随着中兴通讯股份有限公司产品和技术的进步将不断更新，中兴通讯股份有限公司不再通知此类信息的更新。ROADM技术白皮书第II页2019版权所有©中兴通讯股份有限公司中兴通讯版权所有未经许可不得扩散目录1概要....................................................................................................................................12市场驱动力.........................................................................................................................13ROADM关键技术..............................................................................................................23.1ROADM的技术实现.................................................................................................33.2上下路单元的设计....................................................................................................64ROADM的组网应用..........................................................................................................74.1ROADM组网............................................................................................................74.2ROADM组网的限制因素..........................................................................................94.3加载WASON的ROADM网络..............................................................................105ROADM技术的发展........................................................................................................106缩略语..............................................................................................................................11ROADM技术白皮书中兴通讯版权所有未经许可不得扩散2019版权所有©中兴通讯股份有限公司第III页图目录图3-1WB的原理...........................................................................................................................3图3-2基于WB的2维ROADM....................................................................................................4图3-3PLC的原理..........................................................................................................................5图3-4WSS的原理.........................................................................................................................5图3-5基于WSS的4维ROADM..................................................................................................6图4-1基于WB/PLC的ROADM在环网的应用.............................................................................8图4-2基于WSS的多维ROADM在网状网中的应用...........................................................................9ROADM技术白皮书中兴通讯版权所有未经许可不得扩散2019版权所有©中兴通讯股份有限公司第1页1概要随着ALL-IP化的趋势和IPTV、三重播放、P2P等业务带来的带宽飞速增长，运营商对于底层的波分网络的智能调度功能的需求越来越迫切，这导致ROADM逐渐为越来越多的高端运营商的网络所采用。网络中引入ROADM后好处很多，运营商可以快速的提供波长级的业务，便于进行网络规划，降低运营费用，便于维护，降低维护成本。本文分析了ROADM应用的市场驱动力，简述了ROADM的关键技术，分析了ROADM的组网应用和ROADM技术的发展。2市场驱动力随着ALL-IP化的趋势，IPTV、三重播放、P2P等业务的带宽容量在按照摩尔定律增长，中继带宽膨胀，这些新兴业务的风起云涌让电信运营商看到了商机，也给运营商带来了难题。带宽的增长使得原有的SDH技术不堪负荷，SDH在运营商的网络中开始逐渐淡出和边缘化，在骨干网和城域核心网，IP化的业务通过路由器直接在DWDM上承载成为主流。早期的DWDM在网络中一般只做为刚性大管道出现，起到延伸传输距离和节省光纤的作用，设备类型主要是背靠背OTM和固定波长上下的OADM，这种固定连接的方式组网能力弱，业务的开通和调度全部需要在现场人工进行。而作为一种典型的DWDM设备的节点结构，ROADM本身并不是一个新鲜事物。早在2001年，在863的组织下，CANONET（中国高速信息示范网）就部署了国内厂家和高校研制的OXC（OpticalCross-Connect光交叉连接器）和ROADM设备。但那时的设备还不够成熟，更重要的是市场应用环境还不具备，而且成本高昂，因此未得到广泛应用，而是由背靠背OTM和固定波长上下的OADM占据了市场主流的位置。随着市场形势的发展，尤其是前述的业务的IP化和带宽的飞速增长，ROADM的应用，又一次引起业内特别是高端运营商的关注。与传统的DWDM技术相比，ROADM具有如下优势：1.支持链形、环形、格形、多环的拓扑结构；2.支持线性（支持2个光收发线路和本地上下）和多维（至少支持3个以上光收发线路和本地上下）的节点结构；3.波长调度的最小颗粒度为1个波长，可支持任意波长组合的调度和上下，及任意方向和任意波长组合的调度和上下；4.支持上下波长端口的通用性（即改变上下路业务的波长分配时，不需要人工重新配置单板或连接尾纤）；ROADM技术白皮书第2页2019版权所有©中兴通讯股份有限公司中兴通讯版权所有未经许可不得扩散5.业务的自动配置功能；6.支持功率自动管理；7.支持WASON功能的物理实现。可以看到，ROADM节点相对于传统的DWDM设备，在功能方面有了很大的提升，可以看作是DWDM网络向真正的智能化网络演进的重要阶梯。一个主要由ROADM节点构建的本地/城域DWDM网络，极大的改变当前DWDM网络的面貌。上述这些技术优势应用后带给运营商的好处是巨大的，ROADM技术的市场驱动力主要体现在如下几个方面：1.波长级业务的快速提供；面对大客户提供波长级业务，只能依托DWDM网络，而传统的DWDM设备配置主要通过人工进行，费时费力，直接影响业务的开通及对客户新需求的反应速度。而如果网络中主要的节点设备是ROADM，则在硬件具备的条件下，仅需通过网管系统进行远端配置即可，极大的方便了这种新类型业务的开展。另一方面，随着竞争的白热化，快速开通业务快速占领市场，也可以大大提高运营商自营业务的收益。2.便于进行网络规划，降低运营费用的需要；在正确预测业务分布及其发展的基础上，进行合理的网络规划，对于降低网络建设成本、提升网络利用效率和延长升级扩容的间隔有重要影响。但由于对业务分布及其发展进行预测的难度，特别是由于某些特殊事件所引起突发业务的情况的大量存在，网络规划是很困难的，甚至在不少情况下，网络如果不具备灵活重构的能力，则很难高效运行。而ROADM正解决了这些问题，它通过提供节点的重构能力，使得DWDM网络也可以方便的重构，因此对网络规划的要求就可以大大降低，而且应付突发情况的能力也大大增强，使整个网络的效率有很大的提升。3.便于维护，降低维护成本的需要；在对网络进行日常维护的过程中，增开业务及进行线路调整，如果采用人工手段，不但费时费力，而且容易出错。而采用ROADM，绝大多数操作（除必要的插拔单板）通过网管进行，可极大的提高工作效率，从而降低维护成本。3ROADM关键技术为解决以上技术挑战，同时必须考虑到与目前10GDWDM系统的前向兼容性，在继承10G超长传输的拉曼光放大技术、遥泵光放大技术、超强纠错编码技术、光纤色ROADM技术白皮书中兴通讯版权所有未经许可不得扩散2019版权所有©中兴通讯股份有限公司第3页散补偿技术、系统优化均衡技术等基础上，40GDWDM系统还需新的技术突破，主要有新型光调制技术、动态色散补偿技术以及偏振模式色散补偿等问题。3.1ROADM的技术实现现阶段ROADM主要通过三种技术来实现，WB、PLC和WSS。通过WB来实现ROADM功能，主要是基于对信号广播/选取的思路。WB即波长阻断器，原理如图3-1，它通过分波器将输入的群路光信号分成波长信号，然后对每一路波长信号进行阻断或选通，同时还具备功率调整的功能，然后再通过合波器将选通的信号合成在一个群路端口中输出。图3-1WB的原理WB器件本身只能实现波长的通断选择，要实现ROADM的功能还必须与耦合器型功率分配单元等广器件配合使用，如下图所示：WBROADM技术白皮书第4页2019版权所有©中兴通讯股份有限公司中兴通讯版权所有未经许可不得扩散图3-2基于WB的2维ROADM（a）仅支持直通/上下调度（b）支持直通/上下调度和端口指配节点收到的群路光信号首先通过耦合器型功率分配单元广播成两份，一份下路，一份传到WB，下路的光信号可以通过本节点的OTU来选收，传到WB的光信号