传统光网络部署SDH / SONET技术，以跨光网络传输数据。这些网络相对容易计划和设计。新的网络元素可以轻松添加到网络中。静态WDM网络可能需要较少的设备投资，尤其是在城域网中。但是，由于工程规则和可伸缩性通常非常复杂，因此这些网络的规划和维护可能是一场噩梦。

带宽和波长必须预先分配。由于波长是成组捆绑的，并且并非所有组都在每个节点处终止，因此在某些位置可能无法访问特定波长。网络扩展可能需要新的光电-光学再生和放大器，或者至少在现有站点进行功率调整。运行静态WDM网络需要大量人力。

网络和带宽规划应该像过去的SDH / SONET网络一样容易。在给定的环形带宽内，例如STM-16或OC-48，每个节点可以提供所需的带宽。

每个ADM都可以访问整个带宽。网络扩展(例如，在现有环中引入新节点)相对容易，并且不需要对现有节点进行任何现场访问。左侧的网络图说明了这一点：数字交叉连接系统与多个光学SDH / SONET环网链接。

可重新配置的光网络的行为有所不同：可以按需计划带宽，并且由于现在每个WDM通道都可以管理光功率，因此可以优化范围。可扩展性显着提高。

启用这种可重配置光网络的关键元素是可重配置光分插复用器(ROADM) 。只需单击一下软件，即可将光波长重定向到客户端接口。其他流量仍然不受此影响。所有这些都可以实现，而无需任何卡车到各个地点来安装过滤器或其他设备。

具有ROADM的可重配置WDM网络

静态WDM工程规则和可伸缩性可能非常复杂(每个节点中都有OADM)。

• 带宽和波长预分配
• 固定滤波器结构的保证金分配
• 电源管理不足
• 网络扩展要求光电子光(OEO)再生

SDH / SONET网络易于规划。

• 访问每个ADM的全部带宽
• 简单的工程规则(仅单跳)
• 轻松添加新的网络元素

可重新配置的光学层可实现以下功能。

• 按需带宽规划
• 通过每个WDM通道的电源管理，扩展了透明范围
• 无懈可击的可扩展性

静态光子层由单独的光学环组成。考虑位于每个环上的许多DWDM系统。通常，信息或数据只是保留在同一环上，因此没有问题。但是，如果需要将数据移交给另一个光环，会发生什么情况?

在静态系统中，无论何时需要环之间的转换，都需要大量的应答器。实际上，从一个环传送到另一个环的每个波长都需要两个转发器：在网络的每一侧一个。考虑到带宽和信道的分配，这种方法会导致高昂的成本和大量的初步规划。

现在让我们想象一个动态的可重构光子层。在此，只有一个单一的DWDM系统形成两个光环之间的接口。因此，基于应答器的再生消失，DWDM系统的数量下降。整个网络设计得到简化，波长现在可以从一个环传播到另一个环，而不会受到任何进一步的阻碍。

任何波长都可以传播到任何环和任何端口。 ROADM和GMPLS控制平面是实现从核心权利到访问区域的光直通的完全灵活和可扩展的网络设计的关键。

通过ROADM进行简化

ROADM简化了网络以及服务提供商或运营商的流程。此交互总结了其中的一些简化。毕竟，我们需要牢记所有这些优点可以减少时间和成本。但是更重要的是，它们还可以提高客户满意度，进而提高客户忠诚度。

使用ROADM大大简化了网络规划。只需考虑大大减少了需要在仓库中存储的应答器数量。

安装和调试-例如，当为网络设置新波长时-所需的工作量大大减少，并且复杂度也大大降低。维修技术人员只需要访问相应的终端站点即可安装应答器和ROADM。固定光学分插复用器(FOADM)以前需要访问每个中间站点，以便可以执行安装工作和修补程序。

部署动态光网络后，可大大简化操作和维护。与以前一样，光学诊断可以在几分钟而不是几小时内完成。可以检测到故障并动态清除故障，而无需触发卡车驶向外部站点。

随着可调谐激光器和无色ROADM的部署，光纤设备的维护变得更加容易。使用这些功能，服务供应现在比以往更加容易。与安装和调试工作一样，执行网络维护和任何潜在的升级也非常容易。

ROADM体系结构

前面的部分介绍了ROADM给网络设计和运营带来的许多优势。这里还有一些-

• 每通道功率监控和均衡，以均衡整个DWDM信号
• 来自远程网络运营中心的全面流量控制

但是，到目前为止，还有一个问题尚未解决：ROADM如何工作?让我们看一些基本知识。

ROADM通常由两个主要功能元件组成：分光器和波长选择开关(WSS)。看一下上面的框图：1号网络接口上的光纤对与ROADM模块相连。

承载传入数据(来自网络)的光纤被馈送到分光器。现在，在这种情况下，所有波长在分光器的所有输出端口都可用，在这种情况下为8。可以使用阵列波导滤波器(AWG)对本地分插业务(波长)进行多路复用/多路分解。使用AWG表示固定的波长分配和方向。

波长选择开关(WSS)选择性地加入各种波长，并将它们馈送到网络接口＃1的输出。其余的拆分器端口与其他网络方向(例如，在4度结点处的其他三个方向)连接。

注–在此节点上，每个网络方向都需要一个图示的模块(完全灰框)。或更准确地说：在服务于四个方向(4度)的结节点中，需要四个模块。

ROADM Heart – WSS模块

让我们从左侧的WDM信号开始。它穿过顶部的光纤，并指向体衍射光栅。该体衍射光栅用作棱镜。尽管角度变化很小，但是它将各种波长分成不同的方向。分离的波长入射到球面镜上，球面镜将光线反射到一组微机电系统(MEMS)上。每个微动开关受到不同波长的照射，然后被发送回球面镜。

光线从那里返回到体衍射光栅，并发送到光纤。但这与我们刚开始使用的光纤不同。单波长输出信号表明已发生这种情况。然后可以将该信号与其他单波长信号组合起来，以填充另一条传输光纤。

有多种版本可用–此处的关键字为无色，无方向等。

ROADM –度，无色，无方向等

为了理解这种分级的ROADM方法，以下是一些经常与ROADM结合使用的关键术语。

无色

简单的ROADM在每个方向上都包含一个WSS，也称为“一个度”。仍然分配波长，并使用固定的分插收发器。无色ROADM消除了此限制：使用此类ROADM，可以将任何波长或颜色分配给任何端口。由于完整的设置是由软件控制的，因此不需要卡车压路机。必须实现过滤器模块以实现无色功能。

无方向

这通常与“无色”一词结合出现。无方向性设计消除了ROADM的进一步限制。使用无方向ROADM消除了物理上重新连接传输光纤的需要，因为在方向(例如南向或北向)方面没有任何限制。

无争

ROADM尽管无色无方向，但已经提供了极大的灵活性，但是使用相同频率的两个波长仍可能在ROADM中发生冲突。无争用的ROADM提供了专用的内部结构来避免这种阻塞。

无网格

无网格ROADM支持非常密集的波长信道网格，并且可以适应未来的传输速度要求。一个网络内的信号速率超过100Gbit / s并需要不同的调制格式时，需要使用此功能。

当无方向时

无方向ROADM是应用最广泛的ROADM设计，因为它们允许在任何线路接口上从受支持的ITU网格中增加/减少波长。在仅无方向性的变体中，分插端口特定于定义的波长。使用无色选项，端口也可以是非特定波长的。

无方向性技术主要用于根据恢复目的将波长重新路由到其他端口。其他应用也是可能的，例如在按需带宽情况下。不支持无方向性功能的ROADM在灵活性方面受到一些限制。

无色时

无色ROADM允许更改特定光通道的波长，而无需任何物理重新布线。可以将无色ROADM重新配置为在任何分插端口上从受支持的ITU网格中分插任何波长。添加/删除的波长可以更改(可调DWDM接口)。这使-

• 增强了波长配置和波长恢复的灵活性

• 恢复切换，方向切换和颜色切换

• 无色分插端口与可调DWDM线路接口相结合的主要优势在于，增强了波长配置和波长恢复目的的灵活性。在请求的光路上自动调谐到下一个自由波长。

完全自动化光网络的最后一项是无色ROADM的部署。使用此类ROADM可以在任何分插端口上分插所支持的ITU网格的任何波长。当可调收发器用作光学前端时，端口上的波长可能会改变。

波长配置和恢复比以前更加容易。在波长繁忙的地方，系统可以自动将收发器调谐到下一个可用的自由波长。 ROADM提供了在同一ROADM节点中使用固定和无色添加/删除功能的选项。

无争时

无争用ROADM可以在任何添加/删除端口添加/删除任何波长，而在任何添加/删除端口上都没有任何争用网格。可以在同一添加/删除分支上多次(从不同的DWDM线路接口)添加/删除专用波长颜色。如果仅配备8个分插端口，则必须能够在8个分插端口上从8个不同的线路方向分出相同的波长。只要有可用的添加/删除端口，ROADM节点就必须能够从/向任何线路接口添加/删除任何波长。

无色，无方向和无争用功能(CDC)的组合提供了最高的灵活性。

当无网格时

无网格ROADM节点在同一DWDM信号内支持不同的ITU-T信道网格。可以为每个通道配置网格带宽。

对于运行数据速率超过100Gbit / s的网络或使用不同调制方案的网络，需要无网格功能。它旨在用于具有相干线路接口的下一代网络。根据调制方案和数据速率，不同的数据速率需要不同的波长要求。

传输速度不断提高，调制方案变得越来越复杂。现在可能在单根光纤上混合了几种调制技术。所有这些都可以追溯到ROADM技术，并产生了对无网格ROADM的要求。这样的ROADM在密集的频率网格上运行，并允许按通道分配带宽。现在，数据通道根据其调制方案和数据速率要求不同的波长要求。

典型的应用是数据速率超过100Gbit / s的网络或并行运行不同的调制方案的网络。例如，在部署相干传输技术时，后一种情况很容易存在。