ROADM的结构与特性
2021-08-25 
本文摘要:ROADM(ReconfigurableOpticalAdd-DropMultiplexer)是可重构光分插复用器,一种用于在密集波分适配(DWDM)系统中的器件或设备,通过远程的重新配置,可以动态上路或下路业务波长,构建业务的灵活性调度。每个ROADM节点包括一个网络节点模块(NNI)和一个用户网络接口(UNI)。 NNI点对点来自/去往多个传输方向的DWDM信号,这些DWDM信号以波长粒度在各传输方向之间转换。

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ROADM(ReconfigurableOpticalAdd-DropMultiplexer)是可重构光分插复用器,一种用于在密集波分适配(DWDM)系统中的器件或设备,通过远程的重新配置,可以动态上路或下路业务波长,构建业务的灵活性调度。每个ROADM节点包括一个网络节点模块(NNI)和一个用户网络接口(UNI)。

NNI点对点来自/去往多个传输方向的DWDM信号,这些DWDM信号以波长粒度在各传输方向之间转换。UNI以波长粒度iTunes目的地为本节点的信号,并从本节点上载信号。为了构建无堵塞的波长互相交换和上/iTunes,新一代ROADM节点拒绝具备无色、无方向性和无竞争(CDCROADM)的特点。

ROADM节点一般来说由波长选择开关(WSS)和其他模块构成,CDC功能各不相同ROADM节点的结构,而灵活性比特率功能则各不相同其中的关键模块WSS。目前主流的WSS技术方案有三种:MEMS、液晶(LC)和硅基液晶(LCOS),其中LCOSWSS源生性反对灵活性比特率功能,LCWSS经优化设计之后也能反对灵活性比特率功能,而MEMSWSS则不反对该功能。以下为五种ROADM结构。

CDROADM结构图1右图ROADM结构#1,其NNI外侧由1×N端口WSS包含,一个M维(图中仅有所画出有三维)ROADM节点必须2M个WSS。UNI外侧包括数个上/iTunes模块(图中仅有所画出有了两个),每个iTunes模块由两个背靠背相连的1×N端口WSS包含,每个上传模块由一个1×N端口WSS与一个光分路器背靠背相连包含。由1×N端口WSS的功能由此可知,此ROADM结构可反对信号的无色、无方向性上/iTunes。

然而,当ROADM节点的维度小于UNI侧上/iTunes模块数量时,将不会中图中红色圈中方位再次发生波长竞争。也许我们可以通过减少上/iTunes模块数量来解决问题波长竞争问题,但代价高昂。因此这种ROADM结构无法几乎符合CDCROADM功能,不能确认为CDROADM。图1.ROADM结构#1基于组播电源MCS的ROADM结构第二种ROADM结构如图2右图,与ROADM#1一样的是,其UNI外侧也是由1×N端口WSS包含,而UNI外侧由多播光电源MCS包含。

一个M×N端口MCS电源有M个输出端口和N个输入端口,由M个1×N端口光分路器(PS)和N个M×1端口光电源(OSW)包含。光信号从其中一个输出端口输出,首先被光分路器分为N份,向所有N个光电源广播;然后由对应目标输入端口的光电源自由选择接管到的光信号,而其他光电源而忽视该信号。

根据1×N端口WSS和MCS的功能,ROADM结构#2可实现CDC功能,然而,MCS中的光分路器在分光广播时,产生的损耗过于大,因此必须光放大器阵列来补足光功率。配备光放大器阵列,其代价高昂。图2.ROADM结构#2基于WSS的CDC-ROADM图3右图为ROADM结构#3,与前述结构的差异还是在UNI外侧,它以两个M×N端口WSS构建信号的CDC(无色、无方向性、无竞争)上/iTunes。

一个M×N端口WSS有M个输出端口和N个输入端口,它可以将给定输出端口中的给定波长人组,互相交换到给定输入端口。M×N端口WSS的损耗近大于MCS,因此需要配备光放大器。

图3.ROADM结构#3基于WSS+AWG的ROADM结构ROADM结构#4如图4右图,其UNI外侧使用了阵列波导光栅(AWG)和大规模矩阵电源。大规模矩阵电源一般通过3DMEMS微镜阵列和自由空间光学结构构建,因此也被称作3DMEMS光电源。


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