0 introduction
Dans les années 1970, la technologie laser et la fibre optique ont été une percée majeure, de sorte que l'application de communication à fibre optique devient possible. États-Unis Institut de Bell a inventé le procédé de fabrication de fibre optique à faible perte (procédé CVD, la méthode de dépôt en phase vapeur), la perte optique est réduite à 1 dB / km, 1977, Institut Bell et NTT presque en même temps la réussite du développement de la vie de 100 millions heure de lasers à semi-conducteurs, qui ont un réel et des lasers pratiques. En 1977, le premier système de communication à fibre optique dans le commerce dans la ville américaine de Chicago, le taux mondial est de 45 Mbit / s.
L'introduction de la communication par fibre optique permet une capacité de transmission pour obtenir la croissance géométrique, conduit au développement rapide des applications de l'industrie des communications. Avec l'amélioration de l'opérateur de réseau pour la gestion des réseaux DWDM et la flexibilité de programmation nécessaire au début des années 2000, les architectures ROADM été déployée commercialement. Grâce à sa couche de intègre l'architecture de la première génération de système d'ROADM à deux dimensions, à la deuxième génération du système de ROADM multidimensionnel, à la troisième génération, le chemin couche supérieure et inférieure et une grille de reconfiguration de trajectoire de la lumière en tant que l'un des PXC (Photonic CrossConnect système ) système, augmentant sa souplesse, pour obtenir une couche de canal optique à un ordonnancement arbitraire transversale arbitraire.
ROADM sa programmation souple, une grande capacité de commutation, une faible latence et une faible consommation d'énergie de plus en plus aux opérateurs et aux entreprises de tous âges, grille élastique ROADM est une condition nécessaire vers la 100G + et Super Channel, tandis que le plan de commande et NRS permettent la mise en place de plus solide gestion du réseau ROADM plus souple, plus facile à mettre en uvre l'interopérabilité multi-fournisseurs, de sorte que découpler OPEN ROADM possible. la technologie ROADM dans les transporteurs européens et les clients de l'entreprise depuis de nombreuses années dans l'entreprise a évolué au cours des dernières années, les transporteurs nationaux pour commencer maintenant tester et déploiement commercial réseau ROADM.
Reconfigurability du développement 1 ROADM
1.1 la première architecture de génération dimension reconfigurable ROADM 2
Commencer d'abord commercialisé en 2001, la technologie ROADM est la technique bloqueur de longueur d'onde (WB), qui fonctionne comme indiqué par le diviseur de faisceau sont tous puissance de signal de longueur d'onde divisée par un faisceau 2, un faisceau de WB par l'intermédiaire du module, l'autre bouquet du filtre passe en aval du signal sélectionné dans le routeur local, pour réaliser une longueur d'onde de réception sélective. La technologie est mature, au moment du petit nombre de longueurs d'onde add / drop, qui a une structure simple, à faible coût, les avantages de la modularité.
Figure 1 architecture technologique ROADM est basée sur WB
Après l'année 2003, il a été basé sur une technologie de circuit d'onde lumineuse planaire (PLC), la technologie guide d'onde intégré, le démultiplexeur (habituellement AWG), 1 x 2 ou 2 x 2 commutateurs optiques, la VOA, diviseur de faisceau et le multiplexeur comme intégré sur une seule puce, ce qui améliore le degré d'intégration des ROADM, ce qui réduit le coût du système. Sa fonction comme indiqué sur la figure.
Figure 2 Schéma de l'architecture technologique ROADM basée PLC
Les ROADM deux dimensions, pour un linéaire simple, ou un réseau cyclique, caractéristiques techniques: à une direction à partir du signal optique multi-longueur d'onde est d'abord divisé en deux parties et une voie droite inférieure à travers le diviseur, à travers la partie enlevée de la dé-onde fournir en sortie les longueurs d'onde en multiplexant plusieurs longueurs d'ondes de la route après passage. Local peut être facilement reconfigurables / longueurs d'onde de chute, évitant ainsi la conversion O / E / S, des économies de coûts associés. Cela permet également de réduire les temps d'attente, en fournissant le débit binaire transparent est propice à la planification, la gestion et la maintenance du réseau.
1,2 secondes génération ROADM reconfigurable architecture multidimensionnelle
Deux ou plusieurs dimensions interconnectées architectures ROADM pour effectuer deux ou plusieurs degrés de liberté ou de directions interconnectés bagues, ou une pluralité de groupes de satisfaire les besoins du réseau de mailles, le dispositif de base est le commutateur sélectif de longueur d'onde (WSS - longueur d'onde sélective de l'interrupteur). WSS est la plus grande caractéristique de chaque longueur d'onde peut être échangé de manière indépendante. Les modules WSS multi-ports peuvent être affectés de manière indépendante l'une trajectoire de longueur d'onde arbitraire, ayant ainsi une pluralité de degrés de liberté basés sur la technologie ROADM WSS, maillage réseau peut être obtenue.
3, l'utilisation principale d'un réseau de diffraction ou AWG WSS filtré, puis commander la commutation de longueur d'onde avec les MEMS micro-miroirs. Les dimensions typiques pour le nombre de dimensions 4 à 9, l'architecture peut être divisée en B & S (Broadcast et Select) et R & S (Route et Select). Les fabricants de la demande du marché ont commencé à rejoindre le chemin de la couche supérieure et inférieure technologie reconfigurable, tels Incolore, désorientées ou Incolore + Directionless.
Figure 3 une vue schématique d'une architecture à base de MEMS WSS
Deux ou plusieurs dimensions ROADM architectures, en utilisant un module de WSS multi-port, couplé à l'incolore fonctionnel introduit à la fin, pu réaliser une couche à haute élasticité de lumière, une longueur d'onde arbitraire attribué à une voie, ce qui permet la mise en réseau Mesh .
1,33rd Generation ROADM multidimensionnelle, la grille élastique, le haut et le bas trajet de lumière traverse reconfigurable
ROADM troisième génération à travers la couche de collecteur, la trajectoire verticale de la couche de canal optique reconfigurable et la grille dans son ensemble, connu sous le nom de la nouvelle génération de PXC système (Photonic CrossConnect System). 4, le WSS grand public en utilisant la technologie à cristaux liquides sur silicium (LCOS), la grille élastique (flexi-grille), le soutien à la largeur variable et le canal de super-canal. dimension commerciale actuelle de 4 à 20 dimensions.
4 basé sur la technologie LCOS WSS fonctionne
grille élastique est une technologie importante du ROADM de troisième génération. Dans le DWDM de l'art classique, divers dispositifs de commutation d'onde, tels que multiplexeurs, démultiplexeurs, ROADM et analogues sont basés sur une largeur de bande grille fixe définie comme 50/100 GHz. Dans le réseau optique à largeur de bande variable pour appuyer la nouvelle vitesse élevée et la transmission de données à très haut débit et à améliorer l'utilisation des ressources de réseau différents, répartis selon la largeur de bande spectrale requise pour chaque signal. Ainsi, dans le réseau optique à largeur de bande variable, tous les dispositifs de commutation doivent être en mesure allocation de bande passante dynamique d'ondes, qui peut être une longueur d'onde de la dynamique verticale et de la répartition de la bande passante de la nouvelle ROADM est particulièrement important, car il est actuellement dirigé pour permettre maillage flexible techniquement appareils commerciaux ne ROADM largeur de bande variable relativement mature.
5, un des systèmes DWDM classiques en utilisant une grille fixe 50/100 GHz, la fréquence centrale et la largeur de canal sont déterminés, même si moins de 25 GHz 10G / 40G largeur de canal, seront occupés à 50 GHz spectre et ne peut pas supporter canal super plusieurs transporteurs. Après l'introduction de la technique de trame élastique, la définition de canal des différents taux de différentes largeurs de canal et les fréquences centrales, peut améliorer considérablement l'efficacité du spectre et de la capacité de transmission, peuvent également utiliser un canal de super filtration au détriment de la remontée plus faible distance de transport.
5 grille élastique pour amener l'amélioration de l'efficacité spectrale
Dans la couche de trajectoire verticale, en utilisant la C-AD, CD-AD ou CDC-AD atteindre sa reconstruction. Dans lequel CDC-AD commutateur à plusieurs étages (commutateur multi-Cast). Le long de la route doit également le support de grille élastique, afin d'assurer la fin de reconstruire la grille de fin (voir la figure 6).
La figure 6 C-AD, CD-AD, l'architecture du trajet vertical CDC-AD
la technologie de filtrage de Coherency permet l'utilisation de ROADM sur la route n'est plus nécessaire d'empiler beaucoup de filtrage WSS, sa structure devient simple et économique, mais offre également des conditions favorables pour le déploiement du réseau existant.
Avantages et limites 2 applications ROADM
Avantage 2.1 applications ROADM
Comme le ROADM horaire flexible dans une autre division de longueur d'onde multiplexée système de couche optique, qui comprend les avantages de l'application:
a) la programmation souple, la capacité d'échange, toute longueur d'onde peut être échangé ou l'autre direction dans les deux sens.
b) un faible temps de latence, la couche diélectrique pour réduire au minimum le temps de traitement.
c) une faible consommation électrique, une consommation moyenne de courant provoquée par la dimension transversale optique d'environ 50 W, est encore plus réduite dans le futur.
d) faible encombrement, WSS et d'autres dispositifs optiques continuent de miniaturisation direction de faible consommation d'énergie.
e) réseau flexible WSS, et super support 100G + canaux.
f) plan de contrôle GMPLS, afin d'améliorer la capacité de survie et de l'élasticité réseau.
2.2 Limite des applications ROADM
Caractéristiques et architecture ROADM est limitée à la transmission de la lumière, les applications ROADM il y a encore quelques limitations:
a) la flexibilité seulement au niveau de trajectoire de la lumière ne peut pas atteindre les petits services d'agrégation des particules et le toilettage.
b) à considérer le photovieillissement, la perception de la performance, ou il peut acheminer jusqu'à, mais pas à la performance.
2.3 temps de déploiement de ROADM
Le choix spécifique de ce type de programmes-cadres doivent reposer sur un examen approfondi des différents facteurs. Avantages et limites des applications ROADM de traits distinctifs, selon que l'utilisation des scénarios et des facteurs de coûts. À partir des caractéristiques et tendances de développement du point de vue du réseau, il y a un bon moment pour le déploiement ROADM.
a) la croissance des besoins en bande passante, la consommation d'énergie et la taille est limitée, la capacité d'interconnexion électrique ne peut pas être augmentée sans limitation.
b) des particules devient grande entreprise, ou même deux mille horaires de métro particules sèches de 10G à 100G repose principalement évolué, les besoins de la convergence des services et peignage devient faible.
c) les exigences de retard augmentent, de plus en plus d'utilisateurs d'affaires haut de gamme pour les besoins en temps réel.
d) la résilience du réseau et des exigences plus élevées de survie.
e) l'empreinte dispositif de WSS et réduire considérablement les coûts.
f) la technologie optique pour atteindre la performance perçue, la technologie appropriée pour résoudre le goulot d'étranglement ROADM.
g) NRS ROADM rendre plus intelligent et plus efficace.
h) l'énergie et de l'espace est de plus en plus un goulot d'étranglement du projet.
La tendance du développement futur de 3 ROADM
Avec le déploiement d'applications et un nombre croissant de réseaux ROADM, le marché de la technologie ROADM a présenté de nouvelles demandes.
Dispositif 3.1 Tendances de l'AEA
Les nouvelles exigences en matière d'architecture et les besoins de performance de WSS, augmenter le nombre de ports, tels que la réduction du coût de l'espace, y compris:
a) d'améliorer les performances du dispositif, tels que la perte d'insertion est réduite afin d'améliorer la réduction des coûts filtrage filtrage morphologique.
b) le numéro de port de l'ascenseur WSS satisfont C-AD / port CDC-AD consommation élevée de WSS.
c) une N × M intégré CD-AD, afin d'améliorer le degré d'intégration et de réduire les coûts.
d) la réduction du coût de monomère WSS.
e) réduction de l'empreinte.
3.2 performance perçue lumière
En légère couche de performance, doit être considéré comme des blessures légères, la performance perçue, ou il peut acheminer jusqu'à, mais pas à la performance. Besoin hors ligne ou logiciel de planification en ligne pour vérifier les performances optiques pour garantir des performances finissent.
À l'heure actuelle réalisation de la lumière performance perçue Il existe trois façons principales.
a) première est en quelque sorte un logiciel de planification en ligne, sur la base du courant d'état dépendant du réseau, telles que le type de fibre / longueur / atténuation, CD, PMD et similaires, l'efficacité de la performance optique chemin statique calculée, si la performance puis OK correspondant la connexion est établie ou non d'établir une connexion, vous devez trouver un autre chemin. Cette approche applique au chemin statique et l'actualité des scènes moins exigeantes.
b) No. 2 est utilisé un logiciel de planification hors ligne, sur la base du courant d'état dépendant du réseau, telles que le type de fibre / longueur / atténuation, CD, PMD et analogues, la performance optique statique calculée de liaison OMS, ce qui équivaut à une valeur constante caractériser la pénalité de performance, la gestion du réseau ou le plan de commande peuvent être calculées par substitution de la valeur par le biais OMS détermine si la performance optique maximale. De cette façon, vous pouvez utiliser le scénario de chemin réacheminement statique ou dynamique, la valeur limite des coûts ne sont pas les performances en temps réel, ne reflètent pas fidèlement l'état actuel du réseau.
c) un troisième moteur de planification aspiré implanté ou contrôleur de réseau SDN, la dynamique en temps réel de la vérification des performances optiques après calcul de l'itinéraire. Cette approche est la plus à temps réel précis, mais des exigences élevées sur la performance du matériel hôte et algorithme associé moteur de planification.
3.3 Ouvrir ROADM
calcul séparé du matériel séparé de l'industrie informatique, systèmes d'exploitation et les applications, au centre de données le plus proche, le stockage et la mise en réseau, le découplage des tendances positives dans une plus large gamme d'équipements de communication expansion du marché. NRS influencer progressivement du plan de contrôle et de découplage plan de transport, peu à peu l'influence NFV des fonctions matérielles et logicielles découplé. Spécifique au ROADM, le découplage du concept de présentation ouverte ROADM.
À l'heure actuelle, l'architecture ROADM est un système fermé fournisseurs basé sur des logiciels propriétaires par des logiciels contrôlés propriétaires vendeurs à planifier, gérer et maintenir. Chaque fois qu'un client sélectionné un nouveau fournisseurs de plate-forme de ROADM, cela signifie que la nécessité pour les fournisseurs de matériel et de logiciels propriétaires à tester, puis l'intégrer dans le réseau, le cycle d'intégration est très longue, ce qui réduit considérablement le taux d'innovation et de la concurrence. Ouvrir objectif ROADM du projet est ouvert et découplé en introduisant une plus grande concurrence et l'innovation plus rapide, une combinaison de flexibilité matérielle et le contrôle des logiciels pour répondre à la pénurie de systèmes ROADM traditionnels.
Avec la manière découplée ouverte ROADM, les modules fonctionnels selon ROADM démontés, et différents modules fonctionnels peuvent fournir différents fournisseurs, les fabricants fournissent différents modules fonctionnels pour fournir des interfaces ouvertes, le contrôleur peut être la SDN / Organiseur unifié. Son architecture fonctionnelle comme illustré sur la figure.
Figure 7 Architecture ouverte découplé ROADM
Ouvrez les concepts de base de ROADM et les valeurs, surtout, ouvert du matériel, support API NetConf / YANG, Open ROADM accord multisource (MSA), le réseau et les fonctions de découplage, l'interopérabilité multi-fournisseurs, suivi par le contrôle du logiciel, le contrôleur NRS intelligent, réaliser la détection de la bande passante et le réglage automatique, la détection automatique des défauts et la récupération, et la performance de perception de la lumière, en temps réel précis pour optimiser les performances du réseau.
Les spécifications techniques ouvertes ROADM définies principalement par le ROADM OUVERT MSA, est actuellement axé sur la section de métro, qui définit un échange de ROADM, et un dispositif de convertisseur de longueur d'onde optique enfichable de spécification comprenant un modèle optique et une couche d'interopérabilité de données. Mais du point de vue de l'application, Open ROADM MSA étudie soutien à plus longue distance de transmission (1000 km) et la grille élastique pour répondre à plusieurs scénarios d'application.
4 Résumé
Avec le développement rapide des nouvelles exigences commerciales, en particulier la croissance rapide des services vidéo, ainsi que de nouvelles applications 5G, IOT et OTT et d'autres à forte consommation de bande passante, les réseaux de transport doit montrer une grande particule, grande capacité, des caractéristiques de faible latence. Limitée par la taille et la puissance requises, la capacité d'interconnexion électrique ne peut pas être une croissance illimitée, et solutions de point DWDM et la gestion et la planification rigide, et de l'énergie et de l'espace est de plus en plus un goulot d'étranglement du projet. Après une architecture ROADM ROADM à deux dimensions, intégré ROADM multi-niveau pour percer à travers les couches, et l'évolution sur la route PXC système de grille reconfigurable est devenu très approprié pour une architecture de réseau de transmission de réseau. WSS améliorer l'intégration des dispositifs et des applications de la technologie cohérente permet une architecture ROADM devient plus simple et efficace, de réduire considérablement les coûts, mais fournit également des conditions favorables pour le déploiement ROADM.
En outre, la technologie ROADM continue de développer et d'améliorer, d'améliorer la fonctionnalité et la performance de ces dispositifs, la performance de la technologie de détection de lumière et le développement de l'Open ROADM, l'architecture ROADM deviendra plus efficace, intelligent et ouvert, d'améliorer la vitesse de la concurrence et l'innovation le développement industriel si rapide.
