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光通信技术发展之路【1】

半个世纪以来，光传输技术一直在不断的发展前进之中，光源、传输介质、传输技术、光器件等各个方面的发展进步，促进了光网络的整体提升。通信光电子器件是光纤通信技术的基础与，里程碑式的光器件技术对光纤通信的发展应用产生深远影响和巨大变革。

光通信技术发展之路

作为光通信技术的践行者，拜安光电将以分期专栏的形式带您走进光纤通信技术发展史，本期内容为ROADM的发展之路，预计阅读时长5-8分钟。

向下滑动阅览光纤通信发展史

20 世纪 70 年代，室温连续运转半导体激光器和低损耗光纤的出现使光通信系统商用成为可能；
20 世纪 80 年代，DFB激光器的出现使光纤单模传输成为可能，光纤通信系统的传输距离和传输质量大幅提升；
20 世纪 90 年代，EDFA等光放大器的实现奠定了光纤通信长距离传输的基础；
2000 年，AWG等波分复用/解复用器件在DWDM 系统商用，极大地扩展了光纤通信传输容量；
2010 年，相干光通信技术大力发展，与传统的IM/DD相比，相干光通信系统具有灵敏度高、传输距离长、波长选择性好、通信容量大的优势，相干技术把光通信系统的传输容量提升了一个台阶；
To be continued......

ROADM：迈向动态可调的可重构光网络

国际电信联盟 ITU-TG.694.1 规定的 DWDM栅格有：12.5 GHz、25 GHz、50 GHz和100 GHz光网络的栅格[6]，在100 Gbit/s时代，如图1（a）所示，50 GHz 的固定栅格就可以实现10 Gbit/s、40 Gbit/s和100 Gbit/s速率的信号混传，在超100 Gbit/s时代，不同传输速率所需的通道带宽不同，固定栅格已无法满足合理利用带宽资源的需求，需要使用灵活栅格根据传输速率调节传输通道带宽，如图所示。

当前，长距离无光电转换的波长交换光网络已经达到一定水平，但波长交换网络的大粒度、低灵活性经常产生频谱的浪费，导致频谱利用率降低等问题。使用ITU标准固定栅格的传统波长分割复用网络逐渐不能满足多样化的业务需求，同时栅格网络的频谱粒度也逐渐成为传输带宽增长的瓶颈。使用灵活光网络（FWDM）能够有效地弥补固定栅格网络的不足，提高光网络传输能力与频谱资源效率。基于可重构光分插复用器（ROADM）和灵活栅格技术，可以实现波长间隔按需分配，主要体现在以下两方面：

传统光通信领域，骨干网基本实现全光化，传输节点全光交叉连接，ROADM 向高纬度、方向无关、波长无关、竞争无关、灵活网格（colorless、directionless、contentionless、gridless，CDCG）和软件定义网络（SDN）化发展。
新兴市场，网络云化，云市场规模巨大，数据中心（DC）互联需求持续增长，尤其是当前数据中心和数据中心之间的互联，缺乏直达路由，时延高，无法合理分配资源，需要光承载网提供大带宽、灵活性调度能力，ROADM 技术可以将数以百计的DC连接形成大的云网络。

ROADM 的两种网络组成如图所示， ROADM早期通过光分束器（splitter）、波长选择开关（WSS）和阵列波导光栅（AWG）的结合，组成方向相关、波长相关网络，此种方案是ROADM比较常见的配置方式，成本，如图2（a）所示，随着智能网络的发展，CDCG-ROADM成为趋势，如图2（b）所示，利用 WSS 组建波长无关、方向无关、通道带宽可调网络，采用多播交换（MCS）模块实现ADD/DROP端竞争无关，由于MCS损耗大，需要使用放大器阵列进行光功率补偿。

波长选择开关（WSS）一般基于改进的MEMS （如单晶硅反射镜）、液晶（LCD）或硅基液晶（LCOS）技术，并结合准直器等阵列器件，具有频带宽和色散低的优点，并且同时支持 100 Gbit/s和400 Gbit/s光信号。WSS采用自由空间光交换技术，上下路波长数少，但可以支持更高的维度，集成的器件较多，控制复杂，开发成本较高。目前的WSS器件发展迅猛，在1×2、1×4、1×9等常规维数模块已成熟， 2×9，2×20和2×32 的Twin-WSS已被应用于多维ROADM，N×M WSS和Flex-Grid WSS将在CDC-ROADM和400 Gbit/s相干传输系统中使用。我司目前已经有整套ROADM系统解决方案可供选择。

OPEN ROADM产品一览

WSS 板卡

OCM 板卡

PA 板卡

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