Использование ROADM в системах DWDM

ROADM (аббр. от англ. Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer) – это реконфигурируемый, иначе говоря, перестраиваемый оптический мультиплексор ввода-вывода в сетях DWDM. Данные активные устройства позволяют менять, добавлять или удалять длины волн из транспортного потока (как по отдельности, так и несколько вместе) без необходимости преобразования их в электронные сигналы и обратно в оптические, а также не требуют физического вмешательства в оптическую сеть. Мультиплексоры ROADM используются в оптических транспортных и городских сетях по всему миру, являются основой оптических DWDM-сетей ячеистой топологии.

Переключение длины волны в ROADM выполняет модуль WSS (аббр. от англ. Wavelength Selective Switch), который может быть реализован с помощью различных технологий: микроэлектромеханических систем (MEMS), жидкокристаллических или термооптических технологий, а также переключателей на основе оптических планарных разветвителей (PLC).

 Наиболее эффективными и востребованными на сегодня являются микроэлектромеханические системы MEMS.

ROADM предоставляют возможность планировать назначение полосы пропускания после развертывания системы, а конфигурирование может быть выполнено по мере необходимости, не затрагивая трафик, проходящий через ROADM.

Также ROADM по умолчанию производит автоматическую балансировку мощности оптического сигнала всех длин волн, проходящих через него. Мощность каждой волны контролируется аттенюаторами (VOA) или блоками усиления сигнала (DGE, аббр. от англ. Dynamic Gain Equalization). Таким образом, длины волн, собранные на ROADM с разных направлений с разными уровнями, далее могут быть поданы на EDFA для усиления.

Основные технические преимущества мультиплексоров ROADM

Всенаправленность (Directionless)

На узлах c установленными мультиплексоры ROADM появляется возможность перенаправить нужные длины волн и связать все направления, что существенно упрощает работу на всех этапах запуска и эксплуатации системы.

Бесцветность (Colorless)

Позволяет производить максимально гибкую конфигурацию, добавляя и удаляя любые доступные устройству длины волн с любого направления.

Прозрачность (Contentionless)

Так называемая прозрачность позволяет использовать один канал в разных направлениях, тем самым появляется возможность реализовывать алгоритмы маршрутов резервирования на оптическом уровне.  

Как это работает

Первоначально в мультиплексорах ROADM использовали модули (WSS) с фиксированной сеткой, которая работала на определенном частотном плане каналов в интервалах 50 ГГц или 100 ГГц.  По мере того, как технология согласованной передачи (Coherent) перешла на сигналы с более высокой скоростью передачи и большей шириной спектра каналов, ROADM стали поддерживать гибкий частотный план (FlexGrid) или гибкую частотную сетку, в которой каналы имеют разную ширину спектра.

ROADM, разработанные с WSS с FlexGrid, могут поддерживать различные архитектуры с разным уровнем гибкости в назначении длин волн и направлений, что позволяет добавлять и удалять длины волн на узлах, а также свободно направлять длины волн в любых направлениях без ограничений.

До внедрения ROADM добавление или удаление длин волн из группового сигнала требовало выезда специалиста на площадку, физической замены модуля мультиплексора и локальной перенастройки участка сети. Все это делало процесс добавления или удаления новых каналов неудобным и затратным по времени. Сегодня ROADM является уже неотъемлемым оборудованием при проектировании разветвленных транспортных оптических сетей по всему миру.

Подводя итоги, хочется отметить, что несмотря на относительно высокую стоимость ROADM, использование данных устройств позволяет реализовать по-настоящему высокоэффективную систему оптического транспорта.