作者 Optelian公司
簡介
    最近幾年來，ROADM領域經歷了明顯的發(fā)展，特別是在AT&T和Verizon這樣的北美大型運營商的核心網絡中。目前所部署的ROADM產品都是在DWDM環(huán)網交接點用來提供環(huán)網之間互聯的多維度設備。利用這些設備，運營商可以至少部分兌現在DWDM環(huán)網間遠程波長業(yè)務提供的承諾。但是不幸的是，在網絡邊緣遠程上下波長一直不容易做到。這些網絡邊緣通常都是位于比較遙遠的地點，因此派人前往費時費錢。通常要到這些網絡邊緣節(jié)點要做的主要工作就是為新增的波長安裝光Transponder。但是一個經常被忽視但是也更重要，也費時費錢的工作就是光功率均衡。這里不僅是增加或者去掉一個波長的問題，而且也要考慮其他波長信號的因素，因為新增的波長信號會對其他波長信號帶來影響。
    這篇文章就是為了展示網絡邊緣的ROADM配合光通道監(jiān)測設備如何一齊用來實現遠程的通過網絡邊緣節(jié)點的光功率均衡，同時實現遠程增加波長。我們還要根據一個實例給出具體的運營成本的節(jié)省情況。

固定光上下話路復用器FOADM
    固定光上下話路復用器FOADM對于背靠背的DWDM終端設備已經是一個升級，為上下波長操作提供了一定程度的自動化。第一代的基于薄膜濾波器技術的FOADM以四個或者八個波長一組上下波長。這可以幫助運營商實現根據業(yè)務增長增加投資(Pay as you grow)的商業(yè)模式，而且直通的損耗也比較低。但是問題是每個波長限定在特定的節(jié)點，靈活性很差。
    第二代的基于AWG技術的FOADM允許上下所有波長，比如下面圖示中的40路波長。這一代的FOADM有著更大的靈活性，但是直通損耗卻比較大，也需要更多的光纖跳線。圖一是一個AWG的FOADM圖示。

          圖一 40通道 AWG FOADM示意
    所有的FOADM部署都需要派人到現場手動增加所需波長的Transponder，手動安裝跳線，測量和調整各個波長的光功率水平。

ROADM的優(yōu)勢
 
                     圖二 WSS功能示意
    基于波長選擇開關WSS技術的可重構光上下話路復用器ROADM開始獲得應用。在過去5年中，基于液晶或者MEMS技術的WSS都有對應的廠商選用。圖二給除了WSS功能的示意。
    WSS可以有著不同的NX1結構，在邊緣ROADM中，通常N=2, 而N>2的WSS用于所謂多維度RAODM，還可以實現所謂的波長無關特性(colorless)。多維度的ROADM通常用在大型的城城域網絡中心局端，在那里N路DWDM光纖匯聚在同一個光節(jié)點。在WSS中，每路DWDM波長都可以獨立在任意N個端口和一個公共端口間切換，還可以實現每路波長信號損耗的控制。在自動提供波長業(yè)務方面ROADM提供了明顯的便利，但是其可以實現遠程調整各路波長信號的光功率這個特點同樣非常有價值。

2 維邊緣ROADM
    這篇文章的中心是中等到大型DWDM環(huán)網中的2維邊緣ROADM。他們可以利用單個WSS和單個帶有自動功率均衡APB功能的光通道監(jiān)測器可以實現每路波長信號的可變光信號衰減控制，無論是直通通道還是新增通道。他們可以提供沒有任何波長限制的100%的上下波長能力。圖三給出了一個示意。

                 圖三：利用2X1 WSS的2維ROADM

邊緣ROADM營運費用的節(jié)省
    在一個DWDM環(huán)網中的兩個非鄰近節(jié)點間需要增加一個新的業(yè)務時，在它們中間的所有節(jié)點都必須設置成直通狀態(tài)。利用RAODM，這可以通過網管系統遠程實現，無需派人到現場操作。
    一個更大的節(jié)省是可以實現遠程光功率均衡，這通常是系統中的EDFA的通道加載效應或者系統中的受激拉曼散射SRS效應帶來的要求。在DWDM系統中，EDFA的增益通常被設置成常數。但是這個增益通常會受到EDFA輸入的總輸入功率的影響。EDFA的增益頻譜不可能是完全平坦的，一路波長信號的功率增強或者衰減都會對其他同路的波長帶來影響。同樣地，當系統中注入一路新的波長信號時，其他波長的信號功率就會改變。這在實際應用中的效應就是DWDM環(huán)路中有新的波長添加時，環(huán)路中所有其他的波長信號的功率可能都需要調整。要實現這一點，通常需要用光功率計或者頻譜分析儀進行測量后再插入衰減器調整，這是一個非常耗時，需要多次差旅的過程。
    當ROADM配合光通道監(jiān)視器OCM使用時，所有ROADM節(jié)點的功率均衡可以通過一臺網或者EMS，NMS等網管系統遠程實現。在某些系統中，OCM和ROADM配合工作可以自動調整通道光功率，無需人工干涉。此外，如果一條光路出現問題，利用每個ROADM節(jié)點的OCM的遠程讀取可以幫助隔離故障發(fā)生地點。
    這個實例是基于一個包括許多接入節(jié)點和線路放大器的DWDM環(huán)網，如圖四所示。圖中在DWDM復用解復用器處給出了增減波長和直通路徑的示意。

    圖四：帶有多個放大器和ADM的20個節(jié)點DWDM環(huán)網示意
    該DWDM環(huán)網在每個節(jié)點都有不受通道限制的全面的上下話路能力。在這個網絡中，無論采用FOADM還是ROADM，在任意兩個節(jié)點間需要增加或者維護一個光通道的時候所需要的工作量都是很大的。
    如果是FOADM，用戶端設備必須在每一個新的光線路的終點連接上OADM的正確的端口。所有的中間的OADM節(jié)點必須手動配置成通過狀態(tài)。某些時候這些節(jié)點已經設置成通過狀態(tài)，有些時候則未必，這就需要派工程師現場調試。如果某一個光路的連續(xù)性發(fā)生問題，找到故障點通常是件很麻煩的工作。光衰減器需要在多處插入以手動均衡光功率。派人前往是不可避免的事情。新增波長注定會通過通道加載效應影響現有的其他通道。有些時候，現有的通路可能需要暫時停用，以方便插入或者改換衰減器。如果遇到網絡很大，或者是全光中繼的節(jié)點間距離很長，手動調整功率均衡就變成一件非常困難的工作。
    對于圖四所示意的20個節(jié)點的DWDM網絡來說，如果要前往其中12個節(jié)點不僅要考慮前往這些節(jié)點，還要考慮這些節(jié)點之間的往返旅程。假設每個節(jié)點安裝設備或者調整功率的工作需要2個小時，節(jié)點間的旅行時間需要1個小時，那么增加一路新波長所需要的時間就是48個小時。這也包括了調整各個通道光功率合適的時間。通常來說，每隔2-3個月，就需要一次這樣的操作來增加新波長或者新業(yè)務。
    如果上述案例中采用的是ROADM配合OCM，那么每個節(jié)點所需要的安裝跳線，測量，功率均衡等工作可以遠程完成。只有在線路終端需要安裝Transponder的時候才需要派人前往。這樣增加新波長所需要的人工和時間就會大大降低。
    總結來說，利用ROADM和OCM，可以通過遠程實現以前需要手動完成的每個節(jié)點的光通道功率均衡，從而節(jié)省時間和成本。光功率的自動均衡也可以讓技術人員更多去從事能夠為運營商帶來新業(yè)務的工作。

結論：邊緣ROADM和營運費用的節(jié)省
    大型運營商的高網絡流量帶來了對多維度ROADM設備的需求。邊緣ROADM設備正在成為中型到大型網絡部署的可行的選擇，并且有助于幫助運營商降低網絡營運成本。前往每一個邊緣節(jié)點的時間加上在每一個節(jié)點手工調整的過程都是非?；ㄥX的。遠程波長功率均衡能夠讓運營商的技術人員去做更多更有價值的工作。
   ROADM配合OCM的解決方案的優(yōu)勢可以總結如下：
1、通過遠程操作可以用以往幾分之一的時間來完成新增或者去掉波長。
2、大大減少網絡維護中派遣技術人員前往網絡節(jié)點的次數。
3、無需派人前往手動進行光功率均衡，這一工作可以實現遠程自動完成。
4、由于系統老化，波長漂移，溫度變化，通道加載等等帶來的系統通道功率變化都可以實現自動均衡，因此可以減少系統設計所要預留的額度。
5、由于通過遠程操作降低了人工工作從而讓DWDM環(huán)網的擴展更加容易。
6、通過OCM的在線功率讀取可以提高系統性能監(jiān)視和故障隔離的能力。
    在多個DWDM通路匯聚的大型城域節(jié)點，ROADM已經在環(huán)網到環(huán)網的波長提供方面發(fā)揮了重要作用。邊緣ROADM配合OCM可以有效降低系統光通道功率測量和均衡帶來的成本，讓電信運營商的技術人員可以從事更多能夠更有收益的工作。