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1、ROADM原理与应用内容摘要l概述与定义l ROADM网络特征l WSS技术原理l下一代ROADM概述及定义ROADM定义n ROADM=Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer “ROADM”称为可重构的光分插复用器，是指一种网络元素，通过远程的重新配置，可以动态上下业务波长，并且业务波长的功率也是可以管理的。 ROADM也可以定义为网络节点。ROADM节点功能模块n 前置和后置光放大器。n 光业务信道（OSC）的生成和终结。n 波长下路。n 波长上路。n 节点内部聚合信道或单信道的功率监控，可在节点内多处进行。n 可用/不可用和可选波长的监测，
2、整个节点内的光信号的信噪比监测。n 上下路和直通波长的功率/衰减控制。n 色散补偿。ROADM网络特征ROADM演变TunableChannelFilterTunable BandFilterPLCROADMWaveBlocker(WB)WavelengthSelectableSwitch(WSS)Tunable Filters ROADMFromWestOATunableFiltersReceiversCouplerCouplerWaveBlockerRxRxRxRxTxTxTxTxDROPADDToEastOATransmittersBand Filter ROADMFromWestOAB
3、andFilterAWGReceiversRxRxRxRxDROPBandFilterAWGTxTxTxTx ADDToEastOATransmittersWB ROADMFromWestCouplerOAAWGReceiversRxRxRxRxDROPCouplerBlockWaveBlockerAWGTxTxTxTx ADDToEastOATransmittersPLC ROADMFromWestCouplerOAAWGReceiversRxRxRxRxDROPPLCROADMTxTxTxTxADDToEastOATransmittersPLC器件内部功能图220 mm X 135 mm
4、X 36 mm : DOUBLE SLOT MSAVPD 1PD 1COMMONSPLITTERINPUTVPD 2MUXAWGAWGDEMUXPD 4COMMONOUTPUTPD 5PD 2PD 3ADD INPUTSDROPOUTPUTEXPRESSOUTPUTEXPRESSINPUTLEGEND VOASWITCHTAPDETECTORPD: PhysicalVPD: VirtualMux+Demux WSS ROADMFromWestOAReceiversWSSRxRxRxRx DROPWSSTxTxTxTx ADDToEastOATransmittersDemux WSS ROADM
5、FromWestOAReceiversWSSRxRxRxRx DROPCouplerCouplerTxTxTxTx ADDToEastOATransmitters多维度ROADM节点Demux 1xN WSSNorth InSouth InEast InWest InMux Nx1WSSNorth OutSouth OutEast OutWest OutWSS技术原理WSS基本框图切换器件：1D和2D器件每通道驱动器1D2D优点控制电路/算法简单可变光谱光斑尺寸无限制光束可分为多个偏转角度缺点固定通道间隔控制电路/算法复杂有限或不具备光束分为多个易散射偏转角度光束需要涵盖多个像素（最小光斑尺寸
6、）示例技术MEMS技术LCoS技术偏振调制的LC技术DLP技术切换器件基本原理LCMEMS每个液晶层旋转偏振控制2方向的倾斜反射镜阵列每个楔折射光线向2个方向基于极化连续控制的反射光束角N LC层，2ndiscrete束角是可能的。DLPLCoS（液晶像素阵列）二维阵列倾斜镜面相控阵波束控制2个反射光束的方向连续控制反射光束角MEMSn反射镜阵列，2轴均可持续调节2nd（tilt）为无中断调节n偏振不敏感n低散射MEMSn微镜阵列制作使用硅光刻工艺硅基稳定性高n电压施加到电极产生静电引力使镜倾斜n通过到端口的微动产生衰减小扰动可能导致衰减精度问题n切换无摩擦和接触，可靠性高LC（Liquid
7、Crystal）原理nLC元通过控制电压选择性地控制传输光的偏振态n随机偏振的输入光必须被分离成两个正交的偏振光LC多端口切换n2n离散切换需要输出n层LC-BF层n切换导致较大的能量损失（插损过大）n光束经过数目较多的层后增大散射n端口数目越多，模块越厚LCMEMSnMEMS只用于端口切换nLC用于衰减和阻塞n简单MEMS工艺n需要偏振分光LCoS（Liquid Crystal on Silicon）n液晶硅（LCoS）是一种液晶显示技术，是指液晶层的衬底驱动电路集成在一个硅基上。n有源衬底可使像素的二维阵列得以独立处理，通常用于显示应用。投影仪液晶电视微型显示器LCoS（WSS）WSS器件
8、所使用的LCoS：长波：厚的LC液层，不同的AR涂层无闪烁响应：直流和高频驱动电压以及不同的LC液相位调制而不是强度调制，没有偏振器LCOS原理n每个通道具备多个像素列n列中的相模式决定偏转角度LCoS（相位变化原理）接触面边缘领域和液晶流体的弹性会模糊液晶编程的相模式（虚线）为一个平滑的相位曲线（曲线）。DLP（ Digital Light Processor）n单轴倾斜的二维阵列，2个倾斜镜面衰减调节需要多反射偏振不敏感n镜面边缘衍射、基板反射、镜面之间的相位匹配会导致隔离度变差和增加IL多反射可提高隔离度但进一步增加ILn较难加工，难以定制化技术对比特征MEMSLCoSLCLC+MEMS
9、DLP50 GHz or 100 GHzchannel spacingHigh port countFlexible spectrumWide, flat BWLow lossSmall sizeSwitching speedGood port isolationAttenuation accuracy 技术优势 可接受 不适用下一代ROADMColorless/Directionless/Contentionless/GridlessROADM发展趋势n CDCG Colorless Directionless Contentionless Gridless波长无关（Colorless）n复
10、用与解复用采用WSS取代原有的AWG每个端口的波长可设置波长设置可远程操作nTX/RX固定到一个方向线路故障时无法重路由方向无关（Directionless）竞争无关（Contentionless）波长相关方向相关NorthOAOADROPWestRxRxRxRxAWGCouplerWSSAWG TxTxTxTxADDOAOACouplerAWGRxRxWSSRxRxDROPAWG TxTxTxTxADDADDTxTxTxTx AWGWSSCouplerAWGRxRxRxRxDROPOAOASouthWSS AWGCouplerTxTxTxTxADDAWG RxRxRxRxDROPEastOA
11、OA波长无关方向相关NorthOAOADROPWestRxRxRxRx WSSCouplerWSS TxADDTxTxTxEastCouplerOAWSSOAWSSRxRxRxRxDROPADDTxADDTxWSSCouplerWSSTxTxTxTxTxTxRxDROPRxRxRxWSSOACouplerTxTxTxTxOAADDWSSRxRxRxRxDROPOAOASouth波长相关方向无关NorthOAOACouplerWSSWestCouplerOAOAWSSRxRxRxRxDROPWSS CouplerTxTxTxTxADDEastOAOADROPRxRxRxRx AWGWSSCoup
12、lerAWGTxTxTxTxADDLOACL波长无关方向无关NorthOAOACouplerWSSWestEastOAOACouplerRx WSS RxRxRxDROPDROPRxRxRxRxWSSWSSCouplerWSS TxTxTxTxDROPWSSTx Coupler TxTxTxADDOAOALOCAL光交叉矩阵NorthOAOACouplerWSSWestCouplerOAOAWSSRxRxRxRxDROPWSSCouplerOAOASouthWSSTx Coupler TxTxTxADDEastOAOACDC ROADM（MCS/Broadcast）MCS（Multicast switch）n分光器开关阵列n适合PLC集成n插损大，需要EDFA阵列弥补插损n制造工艺要求高n需要可调滤波器CDC ROADM（WavelengthRouting）Wavelength RoutingnWSS阵列光开关阵列n插损小nTF功能集成到WSS内部灵活栅格（Gridless /G.694.1）多谢聆听，敬请指正！