第6章 OADM

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基于WB的ROADM特点
❖ 优点：结构简单，模块化程度好，预留升级端口 时可支持灵活扩展升级功能，上下路波长较少时 成本低，支持广播业务，具备通道功率均衡能力。
❖ 缺点：上下路波长较多时成本较高（独立的可调 谐滤波器成本高），不易过渡至OXC。
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×1
OCCr OChr
×i
×1
OTM-nr.m×1OCG-nr.m×j
×1 OCCr OChr ×1
×1
OTU3[V]
ODU3
×1
OPU3
客户信号
×k
1≤i+j+k ≤n
×1 OCCr OChr×1
k=3对应40Gbit/s
×1
OTU2[V]
ODU2
×1
OPU2
客户信号
×1
OTM-n.m OCG-
n.m
2）业务接入及汇聚能力
支持多业务,对任何厂家的SDH设备STM-N信号进行透明接 入；可承载其它格式的光信号；能提供灵活的多速率接口，汇 聚多个低速率信号为高速率信号。
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3）多种粒度的业务调度能力
OADM应能实现波长级和子波级的调度管理。 1）固定上下路的OADM，即只能上下一个或几个固定波 长的OADM。 2）可动态重构的光分插复用设备（ROADM），它可以 通过网管软件远程控制网元中的ROADM子系统实现上下 路波长的配置和动态调整。
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1.基于波长阻塞器的ROADM
OAM
3dB分光器
In
WB
WB：波长阻塞器 （Wavelength Blocker ）
光耦合器
Outp
1
N
Add
WB的基本结构，包括波长分波和合波以及光衰减阵列。 在输入端分波器件把所有波长分开，分别送到衰减阵列处理 (衰减、均衡或阻断)，然后通过合波器送到输出端口光纤中。
工作 光纤
光 保 护 模 块
保护 光纤
解复 用器 模块
光上下 路模块
复用 模块
光发发射射接收接模收块模块
复用 模块
光上下 路模块
解复 用器 模块
工作 光纤
光 保 护 模 块
保护 光纤
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光开关型OADM节点工作原理图
传输速率 2048kb/s 1510nm信号
EDFA
优点：具有双向传输和上下路的功能，适用于双向自愈环形网。
23 1
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3.光纤光栅和光环形器的OADM
这种类型的OADM由于结构简单，价格便宜而受到人们的关注， 由光环行器和光纤布喇格光栅(FBG)构成。
λ1λ2…λn 1
λi 2
输入 3
2 3 λ1λ2…λn 1 输出
缺点：1）不可重构。 2）不需要下载的波长要通过所有的光纤光栅 和环行器最后到达输出端，增加了插入损耗和回波串扰，造成系统的 不稳定性。
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基于FBG的新型4波OADM结构
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基于FBG的新型n混合波OADM结构
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静态光分插复用器
输入光纤
1
1234
2
DEM 3
4
1
输出光纤
2 3
1234 MUX
4
本节点信息
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动态光分插复用器
1
输入光纤
1234
2
DEM 3
4
1
输出光纤
2
1234
3 MUX
4
TX 本节点信息 RX
节点A
节点B
节点C 光线路终端
节点A
插入/分下
使用点到点WDM系统的解决方法
节点B
光分插 复用器
节点C
插入/分下
在节点B处使用一个OADM的解决方法
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OADM的主要性能
1）容量大小
OADM的端口数量（即支持的链路数）、每端口可容纳的波 长数量和可以上下路的波长数量。
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4） 模块性
波长模块性
5） 支持保护倒换的能力
应支持OSC通道。应支持光通道1+1保护、通道共享 保护和环网的复用段保护倒换等。
源端桥接 TX
工作通道 保护通道
目的端优收 RX
光耦合器
光开关
1＋1的保护倒换结构
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OSC的位置
OTM-0.m
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基于FBG及MZI光开关的OADM
λ1λ2…λn 1
2
输入 3
λi 1
3dB 耦合器
2
λi
FBG
热光移相器
3dB 耦合器
2 3 λ1λ2…λn 1 输出
3 λi
4
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基于MZI-FBG的OADM
λ1λ2…λn 3dB 输入 耦合器
下路
FBG FBG
3dB
耦合器 上路
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OADM (Optical Add-Drop Multiplexer,光分插复用器)
从传输线路信号中有选择地取下到达本地的某些波长 信号（下路）、将从本地发出的某些波长信号加入线路 WDM信号中输出（上路），线路中其它波长信号则直接通 过，不受影响。
OADM在光域内实现了传统电域SDH的分插复用设 备在时域上的功能。
×i OCC ×1 OCh ×1
×j
×1
×1
OCC OCh
k=2对应10Gbit/s
×1
OTU1[V]
ODU1
×1
OPU1
客户信号
k=1对应2.5Gbit/s
×1
×k
×1 OCC OCh
×1
复用 映射 OSC
OOS OTS、OMS、OCh、COMMS、OH
OTN的复用映射结构
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OADM在网络中的位置(横向分层)
1
2
3 OXC
3
2
核心网
1
3
OXC
2
3
OXC
2 OADM
1
OADM
2 OXC
城域网/ 本地网 OADM
WDM Term
1
1
城域网/
OXC
本地网
OADM
2
2 1
OADM
1
OADM
IP/SDH/ATM
接入网
IP/SDH/ATM
IP/SDH/ATM
IP
SDH
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中国高速信息示范网示意图
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中国高速信息示范网实际结构图
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OADM在网络中的位置(纵向分层)
Client Layer SDH IP
ATM PDH
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OADM的基本功能
Input port
ch31 ch33 ch35 ch37
ch31 ch33 ch35 ch37
Output port
Single wavelength add ports
Single wavelength drop ports
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由输入部分、光交叉连 接部分、输出部分、控 制和管理部分以及本地 上下业务接口5个功能 模块构成。
OXC的基本结构
控制和管理部分属于电 子设施，通过信令协议 接收用户及网管系统请 求，完成自动保护倒换、 连接指配、波长选路等 功能。
输入部分包括放大器 EDFA和波长解复用 DMUX，将每根光纤上 的光信号放大、分离后 送交叉连接矩阵。
Optical Channel Layer (OCh) OXC OADM
Optical Multiplex Section Layer (OMS) OXC MUX
Optical Transmission Section Layer (OTS) AMP
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OADM的优越性：一个三节点的线性网络实例
λi
λi
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λ1λ2…λn 1
2
输入 3
λi
λ1
λ2 λj
2 3 λ1λ2…λn
λn
1 输出
λi
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输入
λ1
12
λ1λ2…λn 3
λ1
23 1
λ1
λ2
12
23
3
1…
λ2
λ2
λm 12
3
λm
输出 23
1 λ1λ2…λn
λm
通过级联的方法可实现同时上/下路多个波长。这种结构通 过微调光纤光栅的折射率来达到调谐反射波长的目的，这样 串联m个光纤光栅，就可实现上下任意数目的波长的能力。
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输出部分，均功器的 作用是对受到不同衰 减的光波长信号进行 功率均衡，以减小不 同光波长间的干扰。
1
第六章 OADM
2
课堂主要内容
一. OADM的基本概念
理解
二. OADM的结构分类与比较
三. 几种常用的OADM结构 理解
四. 可重构的OADM(ROADM)
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2.基于平面光波导回路(PLC)的ROADM
Input
PLC
光开关
1
解 splitter 复
用 器N
复 Output 用 器
下路解复用
Drop
1
N
上路复用
1N Add
平面光波导回路：PLC (Planar Lightwave Circuits)
该结构包含下路解复用、上路复用两个部分。下路解复用部分可由 AWG或可调谐滤波器等组成，上路复用部分使用单片PLC。
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OADM的结构
1.平行结构
所有波长都被复用/解复用。某些随机选取的被解复 用的波长集合可在本地被分下，而其他的则被直接通过。
(少量分下费用高，大量分下费用低)
输入光纤
w
1 2 …… w
DEM 2
1
w
输出光纤
1 2 …… w 2 MUX 1
分下
插入
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(相对来说，费用中等)
输入光纤 1 2 …… w
输出光纤 1 2 …… w
分下 1 2 3 4 插入
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几种常用的OADM结构
1.光开关型OADM
解 输入信号 复
用 器
光开关
光开关 矩阵
复 输出信号
解
用 器
输入 信号
复 用
...
器
复 输出
... 用 信号
(少量分下费用低，大量分下费用高)
输入光纤 1 2 …… w
输出光纤 1 2 …… w
分下 1 插入 2
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3. 波段分下或插入
一组固定的波长被从传输的信道中分下和插入。被分 下的信道一般会在其分下后被进一步解复用，而被插入的 信道通常利用简单的耦合器，被加入到直通的信道中。使 用一个波段滤波器可以从32个信道中分下4个相邻的信道。
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39
WSS : Wavelength Selective Switch，波长选择开关
1×N的WSS一般由解复用器、1×N光开关和复用器 组成，可以把输入端的任意波长组合输出到WSS的N个输 出端口中的任意一个端口。
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《全光通信网》
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3.基于波长选择开关(WSS)的ROADM
λ1λ2…λn 输出
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可重构光分插复用器ROADM
ROADM （Reconfigurable Optical Add/drop Multiplexer） 用来实现高度灵活的网络，从而保证在线配置单 个波长通道时也不中断业务。
ROADM应用的理由： • 支持波长级业务开展的需要 ； • 便于进行网络规划，降低运营费用的需要； • 便于维护，降低维护成本的需要 。
器
上路波长
下路波长
(a)
上路
下路
波长 (b) 波长
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单向OADM节点内部结构
光放 大器 模块
光 保 护 模 块
解 复 用 器
光上下路模块
复 用 器 模
模 块
块
光发射接收模块
光放 大器 模块
工作 光纤
光
保
护
模
块
保护光纤
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双向OADM节点内部结构
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单个AWG环回OADM结构
λ1 λ2 λ3 λ4
λ1
λ2
λ3
λ4 AWG
λ1 λ2 λ3 λ4
22 22 22 22
λ4 λ1
λ1 λ4
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《全光通信网》
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单个AWG双向解复用-复用OADM方案
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AWG+光滤波器+光环形器的双向OADM结构
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1.平行结构－－模块化方案
输入光纤 1 2 …… w
波段4
波段3 DEM 波段2
波段1
输出光纤 1 2 …… w MUX
分下 12
插入 12
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2. 串联结构
每次只分下和插入一个波长，称为单信道光分插复用 器。可以通过使用光纤布拉格光栅或介质薄膜滤波器来实 现。为了分下和插入多个波长，需要级联几个单信道光分 插复用器。
MUX/ 分插 MUX/ DEMUX 模块 DEMUX
EDFA
1550nm信号
1510nm信号
光保护版
OPU
上
下
光保护版 OPU
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2.阵列波导光栅型OADM
Input
Output
AWG
Add
Drop
Input
Output
AWG SW SW SW
Drop
Add
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