ROADM的五種結(jié)構與特性的詳細介紹

ROADM（Reconfigurable Optical Add－Drop Multiplexer）是可重構光分插復用器，一種使用在密集波分復用（DWDM）系統(tǒng)中的器件或設備，通過遠程的重新配置，可以動態(tài)上路或下路業(yè)務波長，實現(xiàn)業(yè)務的靈活調(diào)度。

每個ROADM節(jié)點包含一個網(wǎng)絡節(jié)點接口（NNI）和一個用戶網(wǎng)絡接口（UNI）。NNI互連來自／去往多個傳輸方向的DWDM信號，這些DWDM信號以波長粒度在各傳輸方向之間切換。UNI以波長粒度下載目的地為本節(jié)點的信號，并從本節(jié)點上傳信號。為了實現(xiàn)無阻塞的波長交換和上／下載，新一代ROADM節(jié)點要求具有無色、無方向性和無競爭（CDC ROADM）的特點。

ROADM節(jié)點通常由波長選擇開關（WSS）和其他模塊組成，CDC功能取決于ROADM節(jié)點的結(jié)構，而靈活帶寬功能則取決于其中的關鍵模塊WSS。目前主流的WSS技術方案有三種：MEMS、液晶（LC）和硅基液晶（LCOS），其中LCOS WSS源生性支持靈活帶寬功能，LC WSS經(jīng)優(yōu)化設計之后也能支持靈活帶寬功能，而MEMS WSS則不支持該功能。 以下為五種ROADM結(jié)構。

CD ROADM結(jié)構

圖1所示ROADM結(jié)構＃1，其NNI側(cè)由1＆times；N端口WSS構成，一個M維（圖中僅畫出三維）ROADM節(jié)點需要2M個WSS。UNI側(cè)包含數(shù)個上／下載模塊（圖中僅畫出了兩個），每個下載模塊由兩個背靠背連接的1＆times；N端口WSS構成，每個上載模塊由一個1＆times；N端口WSS與一個光分路器背靠背連接構成。由1＆times；N端口WSS的功能可知，此ROADM結(jié)構可支持信號的無色、無方向性上／下載。然而，當ROADM節(jié)點的維度大于UNI側(cè)上／下載模塊數(shù)量時，將會中圖中紅色圈中位置發(fā)生波長競爭。或許我們可以通過增加上／下載模塊數(shù)量來解決波長競爭問題，但代價不菲。因此這種ROADM結(jié)構不能完全滿足CDC ROADM功能，只能確定為CD ROADM。

圖1． ROADM結(jié)構＃1

基于組播開關MCS的ROADM結(jié)構

第二種ROADM結(jié)構如圖2所示，與ROADM＃1一樣的是，其UNI側(cè)也是由1＆times；N端口WSS構成，而UNI側(cè)由多播光開關MCS構成。一個M＆times；N端口MCS開關有M個輸入端口和N個輸出端口，由M個1＆times；N端口光分路器（PS）和N個M＆times；1端口光開關（OSW）構成。光信號從其中一個輸入端口輸入，首先被光分路器分成N份，向所有N個光開關廣播；然后由對應目標輸出端口的光開關選擇接收到的光信號，而其他光開關而忽略該信號。

根據(jù)1＆times；N端口WSS和MCS的功能，ROADM結(jié)構＃2可實現(xiàn)CDC功能，然而，MCS中的光分路器在分光廣播時，產(chǎn)生的損耗太大，因此需要光放大器陣列來補充光功率。配置光放大器陣列，其代價不菲。

圖2． ROADM結(jié)構＃2

基于WSS的CDC－ROADM

圖3所示為ROADM結(jié)構＃3，與前述結(jié)構的差異還是在UNI側(cè)，它以兩個M＆times；N端口WSS實現(xiàn)信號的CDC（無色、無方向性、無競爭）上／下載。一個M＆times；N端口WSS有M個輸入端口和N個輸出端口，它可以將任意輸入端口中的任意波長組合，交換到任意輸出端口。M＆times；N端口WSS的損耗遠小于MCS，因此無需配置光放大器。

圖3． ROADM結(jié)構＃3