使用ROADM實現(xiàn)全光網(wǎng)結構及CDC-F ROADM的詳細資料講解

　　近兩年來，5G成為全世界的聚焦點，它以高速率、廣連接和低時延為特征。無線通信技術已經(jīng)成就了5G的前兩項特征，然而，5G通信的時延與支撐無線基站的光纖網(wǎng)絡有關。終端設備的高速率和廣連接，耗盡了光纖通信系統(tǒng)的帶寬，導致更多的時延。光纖網(wǎng)絡有待升級，重點在城域網(wǎng)的升級。基于成本考慮，現(xiàn)有的城域網(wǎng)主要是基于CWDM和FOADM（固定光分叉復用器）技術，為了升級網(wǎng)絡，之前應用于骨干網(wǎng)中的DWDM和ROADM（可重構光分叉復用器）技術，有望下沉至城域網(wǎng)。

　　全光網(wǎng)結構

　　為了提高光纖網(wǎng)絡的效率和運營成本，新一代的全光網(wǎng)AON應具有SDN（軟件定義網(wǎng)絡）功能，SDN網(wǎng)絡可通過軟件設置來重構，免于人工操作。ROADM是實現(xiàn)SDN網(wǎng)絡的關鍵設備，如圖1所示。基于ROADM的全光網(wǎng)包括三層架構：長途網(wǎng)、城域網(wǎng)和接入網(wǎng)。長途網(wǎng)實現(xiàn)大城市之間的連接，通常建設成MESH（網(wǎng)狀網(wǎng)）結構。城域網(wǎng)則通常采用光纖環(huán)網(wǎng)結構，隨著電信業(yè)務的多樣化和復雜化，城域網(wǎng)演進成多環(huán)結構，包括一個核心環(huán)網(wǎng)和多個邊緣環(huán)網(wǎng)。接入網(wǎng)由城域環(huán)網(wǎng)提供支持，并延伸到終端用戶附近。接入網(wǎng)與用戶之間的最后連接方式包括FTTx（光纖到商務樓宇、學校和家庭，等等）和無線基站。

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　　CDC-F ROADM是什么？

　　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。

　　考慮一個8維ROADM節(jié)點，每個傳輸方向有80個DWDM信道，因此節(jié)點處需要處理的總波長數(shù)為8×80=640個。然而根據(jù)統(tǒng)計，在每個ROADM節(jié)點的UNI側需要上/下載處理的波長數(shù)一般小于總數(shù)的20%，大多數(shù)波長僅在NNI側進行交換。因此UNI側配置640×20%=128個上/下載端口數(shù)就足夠了。然而，只準備20%的上/下載端口，要求每個端口都是多面手，意味著每個上載或者下載端口能夠根據(jù)控制系統(tǒng)的安排，上載或者下載去往或者來自不同方向的不同波長（無色和無方向性），同時要求UNI側能夠同時下載來自不同方向的相同波長（無競爭）。

　　光纖中傳輸?shù)男盘枺赡艽嬖诓煌忍芈?。在高速傳輸系統(tǒng)中，因調制產(chǎn)生邊帶，不同比特率的信號需要不同的信道寬度。如圖2所示，比特率為100G、400G和1T的信號，分別需要50GHz、75GHz和150GHz的信道寬度，這與低速信號（≤25G）大不相同。低速信號通常占用信道寬度為50GHz或者100GHz，取決于DWDM系統(tǒng)的設計，而非受限于信號的調制速率。