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對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商來說，如今正是激動(dòng)人心又富有挑戰(zhàn)性的時(shí)代：寬帶的影響力無所不在、日益增長，網(wǎng)絡(luò)期待著翻天覆地的變化；使用寬帶業(yè)務(wù)的人越來越多，網(wǎng)絡(luò)流量持續(xù)增長；隨著話音和視頻等對抖動(dòng)和時(shí)延敏感的三重業(yè)務(wù)不斷增多，網(wǎng)絡(luò)流量的特性也在發(fā)生著變化。為了適應(yīng)這些要求，網(wǎng)絡(luò)必須加強(qiáng)處理各種“點(diǎn)播”類突發(fā)業(yè)務(wù)流的能力，如視頻點(diǎn)播、視頻會(huì)議等（這類業(yè)務(wù)對帶寬和響應(yīng)時(shí)間都有嚴(yán)苛的要求，需要最高的服務(wù)等級）。
監(jiān)測的功能，能最大限度地提高網(wǎng)絡(luò)性能�！ �
但是，僅僅通過“添加帶寬”是無法迎接上述挑戰(zhàn)的。其原因首先是帶寬價(jià)格受網(wǎng)絡(luò)競爭的劇烈影響，自2001年以來持續(xù)下降；其次，運(yùn)營支出（opex）占到了總成本的70%到80%。因此，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商只有在大幅地提高速率的同時(shí)大幅降低opex，才能獲取利潤。
為了保證各項(xiàng)業(yè)務(wù)的生存能力，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商需要進(jìn)行細(xì)致的分析，人力和網(wǎng)絡(luò)兩種資源都必須達(dá)到最優(yōu)化，才能使網(wǎng)絡(luò)效率達(dá)到最高，并及時(shí)應(yīng)變和保持增長。在光傳送層面，可重構(gòu)光分插復(fù)用器（ROADM）比固定波長OADM更能夠提高網(wǎng)絡(luò)容量，并促使網(wǎng)絡(luò)效率達(dá)到最高。
網(wǎng)絡(luò)的總體成本
傳統(tǒng)的固定波長OADM采用固定波長濾波器進(jìn)行波長下路，同時(shí)將不需要下路的波長進(jìn)行直通。
搭建或者重構(gòu)一個(gè)采用固定波長OADM的網(wǎng)絡(luò)可能需要幾個(gè)星期的時(shí)間，因?yàn)閷＜覀儽仨気氜D(zhuǎn)于各地之間并進(jìn)行精確的手工作業(yè)，包括配置各個(gè)節(jié)點(diǎn)、分析和均衡光功率、調(diào)諧激光器等。多數(shù)情況下，這類手工調(diào)節(jié)需要反復(fù)進(jìn)行。顯然，這個(gè)過程既耗費(fèi)財(cái)力又限制了網(wǎng)絡(luò)開展業(yè)務(wù)的速度。而且，還有可能中斷正在運(yùn)行的業(yè)務(wù)。
另外，固定波長OADM缺乏靈活性也導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率低的問題。采用固定波長OADM時(shí)，運(yùn)營商在建網(wǎng)初期就必須做出一些業(yè)務(wù)發(fā)展的預(yù)測，而當(dāng)業(yè)務(wù)流量沒有按預(yù)想的方向發(fā)展時(shí)，這樣的假設(shè)最終可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被廢棄。而且，由于固定波長的OADM只能對預(yù)定的波長組進(jìn)行上下路，無法以波長為粒度分配帶寬，因此，有可能導(dǎo)致在帶寬匱乏時(shí)，還存在部分波長閑置的情況。
鑒于以上原因，全球的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商都開始意識(shí)到ROADM的價(jià)值。最近有報(bào)告指出，65%的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商都打算在自己的城域網(wǎng)中應(yīng)用ROADM。ROADM正在以65%的年均增長率（CAGR）發(fā)展。1
ROADM的上下路波長和直通波長不需要進(jìn)行光電變換，支持任意端口之間的連接，不需要重新設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。ROADM提供光層級別的靈活性，類似于ADM在SONET/SDH中提供子波長級別的靈活性。
ROADM非常適合于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)。通過降低opex、提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商開展業(yè)務(wù)的能力和速度，ROADM降低了網(wǎng)絡(luò)的整體成本，并為網(wǎng)絡(luò)帶來了以下特性：
光層全自動(dòng)，簡單、快速地開展業(yè)務(wù)。
靈活的網(wǎng)絡(luò)配置，及時(shí)適應(yīng)需求的變化。
避免帶寬匱乏和波長閑置同時(shí)存在的情況，提高帶寬利用率。
整合SONET/SDH和WDM層，簡化網(wǎng)絡(luò)。
圖中也顯示了ROADM能夠同時(shí)支持以太網(wǎng)和SONET
ROADM的結(jié)構(gòu)
在決定采用ROADM之前，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商應(yīng)該對各種ROADM進(jìn)行仔細(xì)的研究和比較。ROADM的類型通常根據(jù)其濾波和交換功能分為：分立器件型，波長阻擋器型，采用集成平面光波導(dǎo)（IPLC）的波長阻擋器型，以及波長選擇開關(guān)型。
早期的ROADM技術(shù)基于分立的光機(jī)械開關(guān)、濾波器和各種光衰減器（VOA）。由于其中大部分技術(shù)都已經(jīng)商用化，因此很容易實(shí)現(xiàn)。但是，這種方式所使用的光部件非常多，導(dǎo)致插入損耗很高、成本很高、體積巨大——阻礙了它的廣泛應(yīng)用。
波長阻擋器型ROADM將DWDM輸入信號(hào)進(jìn)行功率分光，分為下路和直通兩部分。其核心——波長阻擋器，由DWDM解復(fù)用器、VOA和復(fù)用器構(gòu)成，一般由微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）或者液晶來實(shí)現(xiàn)。
盡管這種結(jié)構(gòu)減少了分立器件的數(shù)量，但也迫使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商在購買時(shí)一次性買下多個(gè)波長。另外，大部分這種結(jié)構(gòu)采用非常不靈活的固定波長濾波器進(jìn)行波長上、下路，無法重構(gòu)上、下路波長，只可對直通波長進(jìn)行重構(gòu)。因此，這種結(jié)構(gòu)只能稱為“半可重構(gòu)”O(jiān)ADM。
另一種波長阻擋器采用IPLC。這種“阻擋器和IPLC”的結(jié)構(gòu)將波長阻擋器和上路復(fù)用器進(jìn)行了集成，因此省去了單獨(dú)的上路復(fù)用器，但是，代價(jià)是需要額外的光開關(guān)。另外，這種結(jié)構(gòu)中的上路波長是固定的，盡管節(jié)省了可調(diào)諧激光器，但卻因此無法進(jìn)行動(dòng)態(tài)波長配置。
基于IPLC的方案由于受自身特性限制，無法支持雙向應(yīng)用，而這是構(gòu)建環(huán)網(wǎng)的基本要求。
目前來講，最好的ROADM是第三代ROADM系統(tǒng)。這種系統(tǒng)基于多端口波長選擇開關(guān)（WSS）（見圖1），真正做到了ROADM的“可重構(gòu)”，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以對網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行要求及時(shí)應(yīng)變。其波長開關(guān)能夠在任意DWDM輸入、輸出端口之間進(jìn)行倒換，沒有位置和數(shù)量的限制，并且能夠通過動(dòng)態(tài)增益均衡（DGE）濾波器，實(shí)現(xiàn)類似于VOA的單波長光功率控制。
一塊基于WSS的ROADM模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下四個(gè)功能：
1.完全靈活的任意端口光上/下路；
2.動(dòng)態(tài)管理接收光功率；
3.動(dòng)態(tài)功率均衡；
4.連續(xù)的光通道監(jiān)測。
WSS ROADM使光層在波長級實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化，同時(shí)節(jié)約了opex和capex（資本支出）。與固定配置的OADM相比，WSS ROADM的插入損耗低三倍、外形小三倍、成本低四倍。
除了WSS ROADM模塊，基于第三代ROADM的理想網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還應(yīng)該具備：
全C波段可調(diào)諧的激光器，支持動(dòng)態(tài)波長管理，減少備用波長成本。
增益可變的瞬態(tài)控制放大器，確保網(wǎng)絡(luò)健壯性。
全自動(dòng)GMPLS控制平臺(tái)，保證不中斷業(yè)務(wù)地運(yùn)行和預(yù)配置。
端口全波長可預(yù)置，減少手工搭建的時(shí)間和出錯(cuò)的幾率。
多業(yè)務(wù)接口，能夠?qū)⒍鄠�(gè)低速率業(yè)務(wù)復(fù)用到單一波長上（例如，將9個(gè)多業(yè)務(wù)千兆以太網(wǎng)信號(hào)復(fù)用到一個(gè)10Gb/S波長上）。
智能光交換和電交換，使帶寬利用率達(dá)到最大。
一次就緒的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具，無需對已有的網(wǎng)元布局進(jìn)行再設(shè)計(jì)，就能夠滿足未來的業(yè)務(wù)增長。
模塊化的結(jié)構(gòu)，降低初始建設(shè)成本并保證擴(kuò)容時(shí)不影響業(yè)務(wù)運(yùn)行。
應(yīng)用實(shí)例
自2003以來，ROADM在光網(wǎng)絡(luò)中獲得了有效應(yīng)用，以下就是一些通過ROADM提高收益的例子。
某大型高校原有的光網(wǎng)絡(luò)無法支持不斷增長的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但是學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商又不希望再鋪設(shè)光纖。他們希望有一種方法能夠繼續(xù)挖掘原有網(wǎng)絡(luò)的容量。通過利用ROADM，該學(xué)校以最低的成本驚人地提高了網(wǎng)絡(luò)的容量和業(yè)務(wù)融合能力。
該大學(xué)目前的ROADM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢如下：
結(jié)構(gòu)靈活——新的多業(yè)務(wù)融合能力使一個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠同時(shí)承載SONET和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)（見圖2）。
帶寬利用率高——通過使用DWDM，網(wǎng)絡(luò)容量得到了顯著的提高，使學(xué)校不需要重新敷設(shè)光纖就可以滿足不斷增長的用戶需求。
開設(shè)業(yè)務(wù)速度快——WSS ROADM使網(wǎng)絡(luò)能夠在不中斷當(dāng)前業(yè)務(wù)的前提下添加新業(yè)務(wù)，由于研究機(jī)構(gòu)的項(xiàng)目此起彼伏，業(yè)務(wù)變化劇烈，這一點(diǎn)非常重要。
另外一個(gè)例子：某基礎(chǔ)業(yè)務(wù)提供商為了滿足不斷增長的用戶需求，希望擴(kuò)展其城域傳送網(wǎng)的帶寬。在業(yè)務(wù)方面，除了SONET業(yè)務(wù)平緩增長外，還有千兆以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在急劇增長。
因此該業(yè)務(wù)提供商需要一種方案，能夠在控制運(yùn)行成本的同時(shí)滿足業(yè)務(wù)增長需求（見圖3）。
如圖中的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)交換形式所示，ROADM網(wǎng)絡(luò)能夠幫助業(yè)務(wù)提供商高效率、低成本地滿足不同用戶的不同業(yè)務(wù)需求。
通過采用ROADM，其網(wǎng)絡(luò)得到了以下改善：能夠?qū)⒍鄠�(gè)千兆以太網(wǎng)業(yè)務(wù)流復(fù)用到一個(gè)10Gb/s的波長，提高了網(wǎng)絡(luò)利用率；由于該ROADM采用了多業(yè)務(wù)/多速率、可熱插拔板卡，因而以最少的單板投資獲得了單端口業(yè)務(wù)靈活性；另外，由于網(wǎng)絡(luò)波長實(shí)現(xiàn)了SONET電路一樣的自動(dòng)遠(yuǎn)程配置，因此，降低了運(yùn)行維護(hù)成本；最后，ROADM簡化了網(wǎng)絡(luò)操作，業(yè)務(wù)提供商不需要重新設(shè)計(jì)光環(huán)路，就可以向網(wǎng)絡(luò)添加容量、波長，甚至節(jié)點(diǎn)。
如果僅從最初的設(shè)備成本來看，采用第三代全功能的ROADM不一定是性價(jià)比最高的方案。但是，由于網(wǎng)絡(luò)成本的絕大部分來自網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成后的運(yùn)行維護(hù)，因此，考慮網(wǎng)絡(luò)的整體成本才更合理。而當(dāng)同時(shí)權(quán)衡capex和opex的時(shí)候，ROADM的性價(jià)比優(yōu)勢就立刻脫穎而出。從安裝到日常運(yùn)行、擴(kuò)展和更新，第三代ROADM都能夠確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商不斷盈利。
參考文獻(xiàn)
Determined from data sources that include Infonetics Research, Heavy Reading, and Meriton Networks.
