對于城域網(wǎng)絡(luò)和長途網(wǎng)絡(luò)來說,，如果光傳送層具有遠程重新配置的能力，則可以極大地降低運營成本,。運營商也已經(jīng)意識到這種潛力,，并在最近業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的招標中加入了對于可重配置光分插復(fù)用器(ROADM)以及多維光開關(guān)的要求。

對于ROADM這項新技術(shù)的關(guān)注開始于電信業(yè)大滑坡之際,，當(dāng)時,，設(shè)備商紛紛在新產(chǎn)品開發(fā)上減少投資。幾乎沒有幾家公司顧得上認真地研究ROADM帶來的機會,，而有些公司則爭先恐后地以最快的速度,、最低廉的成本補全它們的產(chǎn)品線。不過值得慶幸的是：我們還可以通過其它方式來滿足ROADM這個新的市場需求,。 ROADM是什么?

“ROADM”是指一種網(wǎng)絡(luò)元素(或稱節(jié)點),，通過遠程的重新配置，可以動態(tài)上下業(yè)務(wù)波長,，并且，業(yè)務(wù)波長的功率也是可以管理的,。圖1是ROADM節(jié)點的一個通用模型,，如圖所示：



ROADM的組成模塊隨應(yīng)用的不同而不同。不過大多數(shù)ROADM都具有這里列出的模塊,。

ROADM節(jié)點的主要功能模塊包括：

●前置和后置光放大器,。

●光業(yè)務(wù)信道(OSC)的生成和終結(jié)。

●波長下路,。

●波長上路,。

●節(jié)點內(nèi)部聚合信道或單信道的功率監(jiān)控，可在節(jié)點內(nèi)多處進行,。

●可用/不可用和可選波長的監(jiān)測,，整個節(jié)點內(nèi)的光信號的信噪比監(jiān)測,。

●上下路和直通波長的功率/衰減控制。

●色散補償,。 

●前置和后置放大器的增益均衡,。

系統(tǒng)集成商所提供的ROADM產(chǎn)品隨應(yīng)用的不同而不同。從相對廉價的基本系統(tǒng)到高度靈活的可擴展平臺,，系統(tǒng)提供商需要選擇不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和不同的下層器件技術(shù)來滿足市場提出的不同的成本和性能要求,。

通常，系統(tǒng)集成商采用模塊化結(jié)構(gòu),，以提高ROADM系統(tǒng)的部署效率,，他們希望以最低的價格提供所需要的功能，并提供進一步擴展的空間,，以滿足網(wǎng)絡(luò)擴展帶來的新的需求,。

然而，隨著配置復(fù)雜性的增加,，ROADM的控制環(huán)境也因為互通的元素數(shù)量增加,、器件技術(shù)種類的增加和系統(tǒng)功能的物理分布等因素而變得越來越復(fù)雜。 關(guān)鍵光模塊ROADM設(shè)計者面臨的主要挑戰(zhàn)有：可選的技術(shù)種類太多,，而且這些技術(shù)演進太快;另外,，市場要求ROADM系統(tǒng)必須是支持多項應(yīng)用的高性價比的模塊化系統(tǒng)。

制造ROADM的兩種主要器件技術(shù)分別是基于體塊光學(xué)的波長選擇開關(guān)(WSS)技術(shù)和基于平面光路(PLC)的集成復(fù)用器/解復(fù)用器/光開關(guān)/可變光衰減器(VOA)和探測器技術(shù),。 在基于WSS技術(shù)的設(shè)備中,，光性能監(jiān)測器通常是一個分立的設(shè)備，一般放在一塊單獨的封裝電路中,，前面放置一個N端口的光開關(guān),，以便幾個待測點共享一個監(jiān)測器。在這種設(shè)備中,，只有節(jié)點內(nèi)部能夠相互通信,，控制電路的功能才能實現(xiàn)?；赑LC的設(shè)備通常在每一個信道中集成了一個功率監(jiān)測器,，這樣就不需要外部的功率監(jiān)測設(shè)備了。不過,，它只在一個點上提供單信道功率監(jiān)測,，這對控制結(jié)構(gòu)有很大的限制。

由于這些技術(shù)正處于快速演進的過程中,，而哪種技術(shù)具有絕對優(yōu)勢還無法預(yù)見,，所以系統(tǒng) 集成商必須進行模塊化設(shè)計，以便以后用新的器件作替換時,，需要重新設(shè)計的工作量最小,。最后,，為了滿足一些性能、容量要求較低,，而成本要求較高的需求,，控制體系必須在去掉某些器件后仍能正常運行。以上所述不僅對接口的一致性提出了一定程度的要求,，而且要求盡可能對下層功能進行抽象,，以便對其余節(jié)點提供統(tǒng)一的接口。

圖2是ROADM節(jié)點處的各種嵌入式控制智能,。這里的ROADM是基于WSS技術(shù)的,。



嵌入式控制包含幾個不同的控制機制和層次。設(shè)計者可以自己集成這些功能,，不過這樣做復(fù)雜性和器件成本都很高,。

所謂“嵌入式控制智能”，顧名思義,，它的控制電路對于電路組件和光器件來說是處于本地的,。根據(jù)光模塊提供智能的層次的不同，控制電路可以在電路組件的處理器上工作,，也可以在光模塊內(nèi)部的處理器上工作,。一共有三種本地控制電路。第一種控制電路,，由于所需的所有激勵信號都來源于器件,，比如激光器的電流和襯底的溫度，所以它處于本地,。第二種情況是：控制所需的帶寬很寬,，排除了電路組件之間通信的可能，所以也只能在本地完成控制功能,。第三種情況是：控制是在器件層發(fā)生的,，但是需要高層的合作才能實現(xiàn)控制的功能。比如控制目標的設(shè)定,，根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)(如VOA的設(shè)置和EDFA的增益)改變控制行為等,。

上述的本地控制是在一個單獨的光器件或者模塊內(nèi)部進行的，而協(xié)調(diào)控制層的任務(wù)則是把多個不同的模塊和控制功能捆綁起來,，使之成為一個可以工作的ROADM系統(tǒng)。這一層的具體功能包括：

●把遠程反饋信息導(dǎo)入本地控制電路,。

●監(jiān)測本地控制電路的運行狀態(tài)是否滿足規(guī)定,。

●在啟動、關(guān)機和故障時協(xié)調(diào)各個本地電路之間的工作,。

●根據(jù)節(jié)點的配置和狀態(tài)為下層的子系統(tǒng)設(shè)定運行任務(wù)(如：上下路業(yè)務(wù)的協(xié)調(diào)和上路業(yè)務(wù)的功率控制) 

●當(dāng)應(yīng)用多點控制電路時,，協(xié)調(diào)本節(jié)點和其它節(jié)點的工作,。

告警和事件處理層根據(jù)運行、管理,、維護和業(yè)務(wù)配給(OAM&P)系統(tǒng)設(shè)置的觸發(fā)點生成事件,，聚合本地控制和協(xié)調(diào)控制功能產(chǎn)生的事件，并負責(zé)解除綁定,、系統(tǒng)驗證,、事件屏蔽和優(yōu)先級設(shè)置。

OAM&P層提供人機接口的所有必需功能,。OAM&P層為本地腳本接口或者遠程管理系統(tǒng)提供命令的翻譯,，它把命令解析成為ROADM節(jié)點內(nèi)部的配置信息和查詢操作。OAM&P層還負責(zé)由于系統(tǒng)配置改變而引起的通信事件和告警,，它通過北向接口把消息發(fā)送到管理系統(tǒng)或者本地的腳本接口,。另外，這一層還協(xié)助完成系統(tǒng)軟硬件的在線升級,。

圖2描述的是傳統(tǒng)的開發(fā)模型,，系統(tǒng)集成商使用分立的或者低級的光器件集成一個ROADM系統(tǒng)。系統(tǒng)集成商負責(zé)各個層次控制智能的開發(fā)工作,，包括本地控制,、協(xié)調(diào)控制、告警處理,、通信和OAM&P,。集成商對于平臺開發(fā)擁有完全的控制權(quán)，通過定制開發(fā)每一個光器件的控制程序和接口最有效地實現(xiàn)整個系統(tǒng),。

這種開發(fā)模型可以降低材料成本,，但是因為一個系統(tǒng)中包括各種各樣的技術(shù)，所以這種開發(fā)模型需要在控制系統(tǒng)的開發(fā)方面注入相當(dāng)大的投資,。由于資源有限,，縮減運營開銷的壓力也越來越大，所以ROADM的開發(fā)工作進行起來非常艱難?，F(xiàn)在,，希望開發(fā)ROADM的設(shè)備商(即使曾經(jīng)有過幾家具有這種能力)已沒有幾家能夠支付得起這筆高額的內(nèi)部開發(fā)費用。 向供應(yīng)鏈上端轉(zhuǎn)移,。盡管存在著種種限制,，但是為了不放過ROADM這個機會。一些設(shè)備商開始發(fā)動他們的合作伙伴幫助他們填充產(chǎn)品線上的這項空白,。而另一些設(shè)備商則求助于光器件提供商以降低開發(fā)的風(fēng)險,。和光網(wǎng)絡(luò)業(yè)外包的趨勢相同，設(shè)備商們把器件提供商推向價值鏈的上端,，使其分擔(dān)更多ROADM開發(fā)的風(fēng)險,。

器件提供商們已做出積極的回應(yīng),，他們已開始把擁有控制電路和軟件的智能光模塊提供給設(shè)備商，有時,，甚至提供完整的線卡,。圖3所示就是基于目前的電信供應(yīng)鏈，實現(xiàn)ROADM控制功能的一個典型模型,。



使用智能模塊和集成產(chǎn)品可以簡化ROADM的控制,。但是現(xiàn)存的很多障礙限制了模塊所能提供的智能水平。

理想情況下,，器件提供商在價值鏈上的這種上移會為系統(tǒng)集成商帶來高度集成化,、智能化的現(xiàn)成器件，使他們能夠快速而高效地集成出ROADM產(chǎn)品,。要使這種開發(fā)模型真正有效運作,，設(shè)備商要求：

●關(guān)鍵光器件有多個供應(yīng)源。

●器件具有標準的控制接口,，抽象出下層的各種光學(xué)特性,。 

●所有部件的控制接口要具有一致性，這樣,，才能快速協(xié)調(diào)地開發(fā)出系統(tǒng),。

不過，實際情況是,，ROADM所需要的光模塊距離商用還很遠;技術(shù)和體系架構(gòu)的多樣性阻礙了產(chǎn)品的及時開發(fā);由于智能模塊提供商所提供的模塊智能程度不同,，而且邏輯接口不一致，所以對于關(guān)鍵器件的二次開發(fā)尤其困難,。

正如圖3所示,，這樣的情況會迫使本地控制和協(xié)調(diào)控制層的工作量加大，材料成本增加,。系統(tǒng)集成商必須根據(jù)每個控制器件和模塊對協(xié)調(diào)控制層的要求進行單獨的適配工作,。同樣的，由于需要遵循多個系統(tǒng)提供商的特殊要求,，器件提供商能夠打包到他們產(chǎn)品中的智能功能的水平也受到很大的限制,。 優(yōu)化外包模式當(dāng)前ROADM的供應(yīng)鏈模式之所以效率不高主要是因為協(xié)調(diào)控制功能的下層沒有標準化。如果系統(tǒng)集成商,、器件提供商和簽約生產(chǎn)商同意使用標準的通信接口,、配置模式、告警處理,，那么,，產(chǎn)品模塊和線卡就可以和高層系統(tǒng)互通，并兼容多系統(tǒng)生產(chǎn)商的要求。這樣就可以形成一個通用的協(xié)調(diào)控制框架,，它可以幫助系統(tǒng)集成商及時開發(fā)產(chǎn)品，讓系統(tǒng)集成商把緊缺的資源用在差異化開發(fā)的工作中,，以增加系統(tǒng)的附加值,。

控制標準和協(xié)調(diào)框架的最終形成當(dāng)然會落后于第一批ROADM的部署。當(dāng)前,，想要及時開發(fā)ROADM的系統(tǒng)集成商可以選擇依靠一個器件或者線卡供應(yīng)商,，或者與第三方控制方案提供商合作，由其針對系統(tǒng)集成商看好的器件提供商的產(chǎn)品,，開發(fā)一致的增值控制方案,。

不管采用哪種方式，系統(tǒng)集成商都可以利用通用,、一致的控制接口和控制行為,，把更多的ROADM的功能和開發(fā)風(fēng)險轉(zhuǎn)移到供應(yīng)商開發(fā)的增強型智能模塊中去?？梢赞D(zhuǎn)移到這種增強型的智能模塊中的功能包括：

●協(xié)調(diào)控制功能,，封裝電路內(nèi)部和封裝電路之間的反饋監(jiān)測

●告警和事件處理

●在線固件和軟件升級 

●自動配給業(yè)務(wù)和資源管理 統(tǒng)一結(jié)構(gòu)

要實現(xiàn)器件的混和搭配和模塊化結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵是要設(shè)計一個統(tǒng)一的控制系統(tǒng),。這需要系統(tǒng)集成商在單個器件的開發(fā),，或者在標準的演進，抑或在使用第三方控制方案的過程中發(fā)揮更加積極的作用,。第一種方案(系統(tǒng)集成商參與單個器件開發(fā))需要系統(tǒng)集成商投入難得的研發(fā)資源,，并且常常會導(dǎo)致系統(tǒng)的貨源單一，致使材料成本上升,。第二種方案(系統(tǒng)集成商參與標準的演進)有可能降低開發(fā)成本,，但通常標準化工作需要一個很長的時間，對一個快速演進的市場是不適合的,。使用第三方控制方案做系統(tǒng)集成是一個可行的思路,，不過需要系統(tǒng)集成商規(guī)定器件提供商的控制接口。

總之,，通過標準化光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點控制和協(xié)調(diào)的框架,，或者通過把光器件的通用控制外包給第三方，系統(tǒng)集成商可以用更低的成本更快地迎接ROADM這個新機會的到來,。通過建立一個通用的控制平臺,，系統(tǒng)集成商不用花費很長的時間和很高成本，就可以在外包的智能模塊或者線卡上添加新的功能,。