Page 34 - 网络电信2019年7月刊上

全光交换网络的技术发展与演进趋势

周敏，张健，王寅
华为技术有限公司

摘要：5G时代，新兴业务发展驱使网络带
宽增长，尤其是横向突发流量的暴增，网络
由多层平面架构向立体架构演进，由此促进
全光交换技术的发展和应用。介绍了光交换
网架构的发展历史及技术演进，阐述了目前
全光交换设备的关键技术能力及应用，并探
讨了未来全光交换技术的演进趋势。
关键词：5G；全光交换；OXC；ROADM

一、引言 是，这种结构的上下两个波长选择开关是由汇聚端口桥接的，
2000年前后兴起的光分插复用（optical add/drop 分路侧分别接线路端口和支路端口，因此仅有单个上下波通
multiplexing，OADM）技术，开启了光交换的时代，但是只能 道，当多个波长进行上下交换时，通路带来阻塞。
简单完成光网络节点单向的上下波长。波长进入OADM节点，一 第三代ROADM为波长无关、方向无关、无阻塞的可重配
部分波长直接穿通，另一部分波长在节点被本地下载接收，同 光分插复用器（colorless direction-Less contentionless
时本地波长也经过OADM单元上传到线路测光端口，并进入某一 ROADM，CDC-ROADM），其核心技术就是解决二代CD-ROADM的上
光方向传播出去。OADM使光网络具备单点上下波长的能力，只 下波阻塞问题。CDC-ROADM在支路侧整合了多通道广播功能光开
能组成环网，是光交换的最早雏形，但其局限性主要是不具备 关（multi-cast switch，MCS）技术，使得所有线路端口和支
全互联（mesh）交换能力。 路端口都相互连接，由此经过节点的线路波长和所有本地波长
2008年前后，可重配OADM（ROADM）技术的出现，使光层开 都可以自由地随时交换，真正实现了波长的完整交换功能，满
[1]
始具备全互联交换功能 ，其主流架构为基于多个1×N波长选 足无色、无方向、无阻塞地自由上下要求。
择交换（wavelength selective switching，WSS）单元构成的
多维ROADM（MD-ROADM）。随后，依据光交换节点在本地上下波 二、全光交换技术的现状及挑战
长的不同实现方式，演化出经历了三代ROADM的发展，使得交换 目前，基于WSS技术的CDC-ROADM已经成为业界商用主流，
[2]
功能越来越齐全，组网越来越灵活。全光交换的发展历程如图1 成为大容量、高可靠光层组网的硬件基础 。CDC-ROADM架构上
所示。 通常分为线路侧和支路侧，二者之间有多组的光端口，通过光
图1 全光交换的发展历程 纤进行连接，构成mesh化的光通路。典型的CDC-ROADM技术结构
如图2所示。

图2 典型的CDC-ROADM结构

第 一 代 R O A D M 是 无 方 向 的 可 重 配 光 分 插 复 用 器
（directionless ROADM，D-ROADM），在线路侧引入WSS技术，
实现了线路侧的mesh光交换，但在支路侧依旧保留OADM的合/分
波器（Mux/Demux）结构，仅能支持单方向的上下波。
第二代ROADM为波长无关、方向无关的可重配光分插复用
器（colorless directionless ROADM，CD-ROADM），在支路侧
利用两个1×N型WSS器件对接，替代D-ROADM使用的合/分波器
（Mux/Demux），由此来实现波长无色无方向上下和交换。但

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