ROADM/OXC技術(shù)演進(jìn)方向與應(yīng)用探討

周偉平

摘要：隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)和云時(shí)代的到來，家庭寬帶的加速，以及政企專線客戶對(duì)帶寬、網(wǎng)速和可靠性的迫切需求，電信運(yùn)營(yíng)商的光網(wǎng)絡(luò)不僅需要有更大的容量，還需要實(shí)現(xiàn)更低的時(shí)延、更靈活敏捷的開通調(diào)度和更穩(wěn)健的生存能力。在交換層引入ROADM（可重構(gòu)光分插復(fù)用器）、OXC（光交叉連接）等技術(shù)，使通信系統(tǒng)的傳輸、交換和接入可以在光域?qū)崿F(xiàn)，已經(jīng)成為全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展策略和改造技術(shù)。

關(guān)鍵詞：ROADM;OXC;演進(jìn);

現(xiàn)階段，ROADM技術(shù)的應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)以及各類功能綜合服務(wù)上都取得不錯(cuò)的成果。但是，ROADM技術(shù)的運(yùn)用，是一個(gè)持續(xù)性的改善過程，應(yīng)站在不同的層面來優(yōu)化、調(diào)整，促使ROADM技術(shù)的可靠性、可行性進(jìn)一步的提升，進(jìn)而滿足5G時(shí)代對(duì)ROADM技術(shù)的應(yīng)用提出的更高要求。

一、ROADM技術(shù)的演進(jìn)方向預(yù)測(cè)

中國(guó)電信已經(jīng)在骨干6個(gè)區(qū)域部署ROADM網(wǎng)絡(luò)涉及長(zhǎng)江中下游、華南、華北、西南、西北、東北等，廣東電信省干和江蘇電信省干部署ROADM網(wǎng)絡(luò)，四川電信省干部署OXC網(wǎng)絡(luò)。中國(guó)聯(lián)通則建成京津冀ROADM實(shí)驗(yàn)網(wǎng)工程，覆蓋京津冀等七個(gè)省。中國(guó)移動(dòng)則在甘肅等省干部署ROADM網(wǎng)絡(luò)。從目前ROADM網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用情況來看，實(shí)際業(yè)務(wù)需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于預(yù)測(cè)量，遠(yuǎn)超網(wǎng)絡(luò)能力，如何精準(zhǔn)定位高效擴(kuò)容成為下一步思考的問題。以及如何控制成本，將ROADM推向更大的范圍，推向省網(wǎng)，推向城域乃至接入網(wǎng)。同時(shí)，結(jié)合近幾年電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的建設(shè)思路，從傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向云化、智能化的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型，不難預(yù)測(cè)全光網(wǎng)還需引入SDN控制，ROADM技術(shù)的后續(xù)演進(jìn)，也將向著更加自動(dòng)化、數(shù)字化和開放性演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)性能檢測(cè)、自動(dòng)化運(yùn)維等預(yù)期目標(biāo)。由此，預(yù)測(cè)ROADM的后續(xù)演進(jìn)方向?yàn)橐韵滤狞c(diǎn)：（1）更加靈活的ROADM調(diào)度：從CD-ROADM向CDC-ROADM邁進(jìn)，甚至向OXC的升級(jí)，實(shí)現(xiàn)光路自由調(diào)度，簡(jiǎn)便運(yùn)維、提高端口利用率。（2）更多維度的ROADM容量：增加維度，提升容量，滿足網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)容量需求，向32維或者更高維度發(fā)展，提高支路的上下路的能力以及群路方向的支持能力。（3）更加快速的ROADM恢復(fù)：縮短恢復(fù)時(shí)間，滿足較高質(zhì)量業(yè)務(wù)需求，未來ROADM網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)非常龐大的網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化路由計(jì)算算法，提供更高等級(jí)的保護(hù)倒換恢復(fù)時(shí)間。

二、ROADM/OXC技術(shù)應(yīng)用模型探討

當(dāng)前基于WSS的ROADM最典型應(yīng)用模型為CDROADM和CDC-ROADM。CD-ROADM（方向無關(guān)、波長(zhǎng)無關(guān)）線路側(cè)和業(yè)務(wù)上下全部采用WSS進(jìn)行配置，業(yè)務(wù)上下部分和各線路方向互聯(lián)，OTU板通過WSS接入，以實(shí)現(xiàn)方向無關(guān)和波長(zhǎng)無關(guān)。根據(jù)維度和業(yè)務(wù)量，高業(yè)務(wù)量上下的站點(diǎn)采用20維WSS，業(yè)務(wù)量少、維度低的站點(diǎn)采用9維WSS。由于業(yè)務(wù)上下路采用WSS配置，存在同一組WSS無法上下相同波長(zhǎng)的沖突問題。CDC-ROADM（方向無關(guān)、波長(zhǎng)無關(guān)、沖突無關(guān)）采用基于M×N維WSS交叉器件，來自任意方向的波長(zhǎng)可以在任意端口上下，包括相同波長(zhǎng)，用以實(shí)現(xiàn)任意M個(gè)線路方向的N個(gè)波長(zhǎng)上下，譬如8個(gè)線路方向的16個(gè)波長(zhǎng)上下，解決了波長(zhǎng)沖突的問題。新一代ROADM（光背板OXC）集成了光開關(guān)、光放和光監(jiān)控的光背板方式交叉，采用高集成度的線路板和多端口的支路板進(jìn)行波長(zhǎng)的交叉調(diào)度無阻塞上下，分為32維光交叉線路板、CD 32*32維光支路板、CDC 8*48維光支路板，所有波長(zhǎng)調(diào)度均通過光背板實(shí)現(xiàn)，無需光纖互聯(lián)，調(diào)度效率高、運(yùn)維簡(jiǎn)便。基于WSS的ROADM存在復(fù)雜，體積大，運(yùn)維不易，內(nèi)部連纖多，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，而OXC具有大容量、高集成度、高可靠性、高效運(yùn)營(yíng)等優(yōu)點(diǎn)，由此，從CD-ROADM到CDC-ROADM再到OXC，用全光背板替代ROADM日益復(fù)雜的連纖，無纖化光端口全互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更靈活調(diào)度，實(shí)現(xiàn)更高維度、更大容量、更低功耗、更高可靠性和更簡(jiǎn)單安全的運(yùn)維，成為ROADM技術(shù)的主要發(fā)展方向，OXC技術(shù)也將更廣泛應(yīng)用于光網(wǎng)絡(luò)。

三、ROADM技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用趨勢(shì)

5G時(shí)代的到來，實(shí)現(xiàn)了萬物互聯(lián)，同時(shí)也對(duì)ROADM技術(shù)的應(yīng)用提出了更高的要求。雖然目前ROADM技術(shù)對(duì)很多領(lǐng)域的發(fā)展能夠產(chǎn)生較大的推動(dòng)作用，但是在架構(gòu)設(shè)計(jì)方面仍然存在許多的不足。對(duì)此，相關(guān)工作者應(yīng)通過對(duì)ROADM技術(shù)的調(diào)整運(yùn)用，促進(jìn)相關(guān)架構(gòu)設(shè)計(jì)水平的有效提升?；赗ODAM技術(shù)的全光網(wǎng)架構(gòu)主要包括三級(jí)，即廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)以及接入網(wǎng)，其中廣域網(wǎng)為全互聯(lián)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，城域網(wǎng)和接入網(wǎng)為光環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。通常情況下，采用二維ROADM節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣域網(wǎng)與城域網(wǎng)之間的連接，采用四維OXC節(jié)點(diǎn)進(jìn)行城域網(wǎng)與接入網(wǎng)的連接。

2.加強(qiáng)WSS器件。ROADM技術(shù)運(yùn)用了多種技術(shù)和器件，技術(shù)原理較為復(fù)雜，其中WSS器件在ROADM技術(shù)運(yùn)用中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。隨著ROADM技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)ROADM技術(shù)提出了較高的要求，對(duì)此還應(yīng)通過提升WSS性能，增強(qiáng)ROADM技術(shù)的應(yīng)用效果。例如，可以減小插損，改善濾波形態(tài)降低濾波代價(jià)。

3.完善技術(shù)管理?，F(xiàn)階段的ROADM技術(shù)的應(yīng)用，基本上能夠按照預(yù)期設(shè)想來調(diào)整，很多工作的部署，均沒有造成嚴(yán)重的缺失、漏洞現(xiàn)象，整體上發(fā)展空間較大。但是，考慮到ROADM技術(shù)的服務(wù)范圍比較廣泛，并且現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展腳步普遍較快，很多技術(shù)和設(shè)備的更新?lián)Q代都十分頻繁，因此在ROADM技術(shù)管理方面不能表現(xiàn)出任何的懈怠，在以后的發(fā)展過程中，還要進(jìn)一步加強(qiáng)ROADM技術(shù)的管理措施，總之，ROADM開啟了從電節(jié)點(diǎn)向全光節(jié)點(diǎn)，從點(diǎn)到點(diǎn)鏈路到光層網(wǎng)狀組網(wǎng)的戰(zhàn)略性升級(jí)，不僅從根本上突破了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)容量的電瓶頸，也標(biāo)志著光網(wǎng)絡(luò)從全光纖網(wǎng)大面積覆蓋向全光自動(dòng)調(diào)度時(shí)代邁進(jìn)。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)/云計(jì)算、AR/VR等業(yè)務(wù)的大量應(yīng)用，ROADM技術(shù)也將向著更加自動(dòng)化、數(shù)字化和開放性演進(jìn)，應(yīng)用更加廣泛從骨干延伸至城域乃至接入網(wǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]黃維民.ROADM結(jié)構(gòu)與技術(shù)的演進(jìn).2020.

[2]呂志宏.ROADM技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用趨勢(shì)探討.2020.