作者 Optelian公司
簡(jiǎn)介
    最近幾年來(lái)，ROADM領(lǐng)域經(jīng)歷了明顯的發(fā)展，特別是在AT&T和Verizon這樣的北美大型運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)絡(luò)中。目前所部署的ROADM產(chǎn)品都是在DWDM環(huán)網(wǎng)交接點(diǎn)用來(lái)提供環(huán)網(wǎng)之間互聯(lián)的多維度設(shè)備。利用這些設(shè)備，運(yùn)營(yíng)商可以至少部分兌現(xiàn)在DWDM環(huán)網(wǎng)間遠(yuǎn)程波長(zhǎng)業(yè)務(wù)提供的承諾。但是不幸的是，在網(wǎng)絡(luò)邊緣遠(yuǎn)程上下波長(zhǎng)一直不容易做到。這些網(wǎng)絡(luò)邊緣通常都是位于比較遙遠(yuǎn)的地點(diǎn)，因此派人前往費(fèi)時(shí)費(fèi)錢。通常要到這些網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)要做的主要工作就是為新增的波長(zhǎng)安裝光Transponder。但是一個(gè)經(jīng)常被忽視但是也更重要，也費(fèi)時(shí)費(fèi)錢的工作就是光功率均衡。這里不僅是增加或者去掉一個(gè)波長(zhǎng)的問(wèn)題，而且也要考慮其他波長(zhǎng)信號(hào)的因素，因?yàn)樾略龅牟ㄩL(zhǎng)信號(hào)會(huì)對(duì)其他波長(zhǎng)信號(hào)帶來(lái)影響。
    這篇文章就是為了展示網(wǎng)絡(luò)邊緣的ROADM配合光通道監(jiān)測(cè)設(shè)備如何一齊用來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)的光功率均衡，同時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程增加波長(zhǎng)。我們還要根據(jù)一個(gè)實(shí)例給出具體的運(yùn)營(yíng)成本的節(jié)省情況。

固定光上下話路復(fù)用器FOADM
    固定光上下話路復(fù)用器FOADM對(duì)于背靠背的DWDM終端設(shè)備已經(jīng)是一個(gè)升級(jí)，為上下波長(zhǎng)操作提供了一定程度的自動(dòng)化。第一代的基于薄膜濾波器技術(shù)的FOADM以四個(gè)或者八個(gè)波長(zhǎng)一組上下波長(zhǎng)。這可以幫助運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)根據(jù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)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(wèn)題是每個(gè)波長(zhǎng)限定在特定的節(jié)點(diǎn)，靈活性很差。
    第二代的基于AWG技術(shù)的FOADM允許上下所有波長(zhǎng)，比如下面圖示中的40路波長(zhǎng)。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(gè)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(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)增加所需波長(zhǎng)的Transponder，手動(dòng)安裝跳線，測(cè)量和調(diào)整各個(gè)波長(zhǎng)的光功率水平。

ROADM的優(yōu)勢(shì)
 
                     圖二 WSS功能示意
    基于波長(zhǎng)選擇開關(guān)WSS技術(shù)的可重構(gòu)光上下話路復(fù)用器ROADM開始獲得應(yīng)用。在過(guò)去5年中，基于液晶或者M(jìn)EMS技術(shù)的WSS都有對(duì)應(yīng)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(jié)構(gòu)，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(shí)現(xiàn)所謂的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)特性(colorless)。多維度的ROADM通常用在大型的城城域網(wǎng)絡(luò)中心局端，在那里N路DWDM光纖匯聚在同一個(gè)光節(jié)點(diǎn)。在WSS中，每路DWDM波長(zhǎng)都可以獨(dú)立在任意N個(gè)端口和一個(gè)公共端口間切換，還可以實(shí)現(xiàn)每路波長(zhǎng)信號(hào)損耗的控制。在自動(dòng)提供波長(zhǎng)業(yè)務(wù)方面ROADM提供了明顯的便利，但是其可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)整各路波長(zhǎng)信號(hào)的光功率這個(gè)特點(diǎn)同樣非常有價(jià)值。

2 維邊緣ROADM
    這篇文章的中心是中等到大型DWDM環(huán)網(wǎng)中的2維邊緣ROADM。他們可以利用單個(gè)WSS和單個(gè)帶有自動(dòng)功率均衡APB功能的光通道監(jiān)測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)每路波長(zhǎng)信號(hào)的可變光信號(hào)衰減控制，無(wú)論是直通通道還是新增通道。他們可以提供沒(méi)有任何波長(zhǎng)限制的100%的上下波長(zhǎng)能力。圖三給出了一個(gè)示意。

                 圖三：利用2X1 WSS的2維ROADM

邊緣ROADM營(yíng)運(yùn)費(fèi)用的節(jié)省
    在一個(gè)DWDM環(huán)網(wǎng)中的兩個(gè)非鄰近節(jié)點(diǎn)間需要增加一個(gè)新的業(yè)務(wù)時(shí)，在它們中間的所有節(jié)點(diǎn)都必須設(shè)置成直通狀態(tài)。利用RAODM，這可以通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)，無(wú)需派人到現(xiàn)場(chǎng)操作。
    一個(gè)更大的節(jié)省是可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程光功率均衡，這通常是系統(tǒng)中的EDFA的通道加載效應(yīng)或者系統(tǒng)中的受激拉曼散射SRS效應(yīng)帶來(lái)的要求。在DWDM系統(tǒng)中，EDFA的增益通常被設(shè)置成常數(shù)。但是這個(gè)增益通常會(huì)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(zhǎng)信號(hào)的功率增強(qiáng)或者衰減都會(huì)對(duì)其他同路的波長(zhǎng)帶來(lái)影響。同樣地，當(dāng)系統(tǒng)中注入一路新的波長(zhǎng)信號(hào)時(shí)，其他波長(zhǎng)的信號(hào)功率就會(huì)改變。這在實(shí)際應(yīng)用中的效應(yīng)就是DWDM環(huán)路中有新的波長(zhǎng)添加時(shí)，環(huán)路中所有其他的波長(zhǎng)信號(hào)的功率可能都需要調(diào)整。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，通常需要用光功率計(jì)或者頻譜分析儀進(jìn)行測(cè)量后再插入衰減器調(diào)整，這是一個(gè)非常耗時(shí)，需要多次差旅的過(guò)程。
    當(dāng)ROADM配合光通道監(jiān)視器OCM使用時(shí)，所有ROADM節(jié)點(diǎn)的功率均衡可以通過(guò)一臺(tái)網(wǎng)或者EMS，NMS等網(wǎng)管系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)。在某些系統(tǒng)中，OCM和ROADM配合工作可以自動(dòng)調(diào)整通道光功率，無(wú)需人工干涉。此外，如果一條光路出現(xiàn)問(wèn)題，利用每個(gè)ROADM節(jié)點(diǎn)的OCM的遠(yuǎn)程讀取可以幫助隔離故障發(fā)生地點(diǎn)。
    這個(gè)實(shí)例是基于一個(gè)包括許多接入節(jié)點(diǎn)和線路放大器的DWDM環(huán)網(wǎng)，如圖四所示。圖中在DWDM復(fù)用解復(fù)用器處給出了增減波長(zhǎng)和直通路徑的示意。

    圖四：帶有多個(gè)放大器和ADM的20個(gè)節(jié)點(diǎn)DWDM環(huán)網(wǎng)示意
    該DWDM環(huán)網(wǎng)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有不受通道限制的全面的上下話路能力。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)論采用FOADM還是ROADM，在任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間需要增加或者維護(hù)一個(gè)光通道的時(shí)候所需要的工作量都是很大的。
    如果是FOADM，用戶端設(shè)備必須在每一個(gè)新的光線路的終點(diǎn)連接上OADM的正確的端口。所有的中間的OADM節(jié)點(diǎn)必須手動(dòng)配置成通過(guò)狀態(tài)。某些時(shí)候這些節(jié)點(diǎn)已經(jīng)設(shè)置成通過(guò)狀態(tài)，有些時(shí)候則未必，這就需要派工程師現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。如果某一個(gè)光路的連續(xù)性發(fā)生問(wèn)題，找到故障點(diǎn)通常是件很麻煩的工作。光衰減器需要在多處插入以手動(dòng)均衡光功率。派人前往是不可避免的事情。新增波長(zhǎng)注定會(huì)通過(guò)通道加載效應(yīng)影響現(xiàn)有的其他通道。有些時(shí)候，現(xiàn)有的通路可能需要暫時(shí)停用，以方便插入或者改換衰減器。如果遇到網(wǎng)絡(luò)很大，或者是全光中繼的節(jié)點(diǎn)間距離很長(zhǎng)，手動(dòng)調(diào)整功率均衡就變成一件非常困難的工作。
    對(duì)于圖四所示意的20個(gè)節(jié)點(diǎn)的DWDM網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，如果要前往其中12個(gè)節(jié)點(diǎn)不僅要考慮前往這些節(jié)點(diǎn)，還要考慮這些節(jié)點(diǎn)之間的往返旅程。假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝設(shè)備或者調(diào)整功率的工作需要2個(gè)小時(shí)，節(jié)點(diǎn)間的旅行時(shí)間需要1個(gè)小時(shí)，那么增加一路新波長(zhǎng)所需要的時(shí)間就是48個(gè)小時(shí)。這也包括了調(diào)整各個(gè)通道光功率合適的時(shí)間。通常來(lái)說(shuō)，每隔2-3個(gè)月，就需要一次這樣的操作來(lái)增加新波長(zhǎng)或者新業(yè)務(wù)。
    如果上述案例中采用的是ROADM配合OCM，那么每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需要的安裝跳線，測(cè)量，功率均衡等工作可以遠(yuǎn)程完成。只有在線路終端需要安裝Transponder的時(shí)候才需要派人前往。這樣增加新波長(zhǎng)所需要的人工和時(shí)間就會(huì)大大降低。
    總結(jié)來(lái)說(shuō)，利用ROADM和OCM，可以通過(guò)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)以前需要手動(dòng)完成的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的光通道功率均衡，從而節(jié)省時(shí)間和成本。光功率的自動(dòng)均衡也可以讓技術(shù)人員更多去從事能夠?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商帶來(lái)新業(yè)務(wù)的工作。

結(jié)論：邊緣ROADM和營(yíng)運(yùn)費(fèi)用的節(jié)省
    大型運(yùn)營(yíng)商的高網(wǎng)絡(luò)流量帶來(lái)了對(duì)多維度ROADM設(shè)備的需求。邊緣ROADM設(shè)備正在成為中型到大型網(wǎng)絡(luò)部署的可行的選擇，并且有助于幫助運(yùn)營(yíng)商降低網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)成本。前往每一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)的時(shí)間加上在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)手工調(diào)整的過(guò)程都是非�；ㄥX的。遠(yuǎn)程波長(zhǎng)功率均衡能夠讓運(yùn)營(yíng)商的技術(shù)人員去做更多更有價(jià)值的工作。
   ROADM配合OCM的解決方案的優(yōu)勢(shì)可以總結(jié)如下：
1、通過(guò)遠(yuǎn)程操作可以用以往幾分之一的時(shí)間來(lái)完成新增或者去掉波長(zhǎng)。
2、大大減少網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中派遣技術(shù)人員前往網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的次數(shù)。
3、無(wú)需派人前往手動(dòng)進(jìn)行光功率均衡，這一工作可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)完成。
4、由于系統(tǒng)老化，波長(zhǎng)漂移，溫度變化，通道加載等等帶來(lái)的系統(tǒng)通道功率變化都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均衡，因此可以減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要預(yù)留的額度。
5、由于通過(guò)遠(yuǎn)程操作降低了人工工作從而讓DWDM環(huán)網(wǎng)的擴(kuò)展更加容易。
6、通過(guò)OCM的在線功率讀取可以提高系統(tǒng)性能監(jiān)視和故障隔離的能力。
    在多個(gè)DWDM通路匯聚的大型城域節(jié)點(diǎn)，ROADM已經(jīng)在環(huán)網(wǎng)到環(huán)網(wǎng)的波長(zhǎng)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(tǒng)光通道功率測(cè)量和均衡帶來(lái)的成本，讓電信運(yùn)營(yíng)商的技術(shù)人員可以從事更多能夠更有收益的工作。