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解 决 方 案
在线路侧，每个方向上由两个1×N的WSS构成双向通路，分 前传输，输出端口上的光斑截面宽，而多级级联造成信号滤波
别作为该方向进出光路端口。 通道变窄，因此光信号受损，传输质量差。因此，基于液晶盒
在支路侧，N个MCS器件构成上下波结构，每个MCS器件具 技术的WSS模块，9维交换已经是技术极限。虽然液晶盒技术能
有N×M的接口结构，N接口对接WSS的分路口，M接口为上下波方 够支持flex-grid，但是其基于偏振路由的液晶点阵是分立的线
向。目前通常的CDC-ROADM能够支持最大20个维度方向上的任意 阵排布，每个点阵需要单独控制，因此密度不能很高，精细度
信道上下波。 不够，光谱分辨率仅有12.5GHz，通常处理75GHz/100GHz间隔波
CDC-ROADM的出现，使得物理光层在波长级别的调度上彻底 长路由，而处理50GHz及以下间隔波长间隔偏差较大。
摆脱了限制，实现了与电交换在路由方向上相同的自由度，使 在支路侧，目前CDC-ROADM均采用MCS实现无阻塞上下波
真正意义的mesh化全光交换网成为可能，是全光交换技术和产 长。由于MCS采用光功率分路器（splitter）来分光，分支越
业上发展的里程碑。但是，随着业务带宽不断增加，光交换维 多，光功率损耗越大，虽然加了光放大器，但是受放大器饱和
度急剧增长，机房难以承受交换容量暴增所带来的空间、供电 功率限制，目前在支路侧最大仅能支持16路上下。
和运维的压力，传统CDC-ROADM正面临越来越多的挑战。 2、设备集成度低，占地大，机房空间不足
1、交换维度受限，容量不足 目前，CDC-ROADM受限于器件工艺水平，普遍集成度较低。
交换维度是CDC-ROADM的关键能力指标，主要考量其线路侧 如图4所示，CDC-ROADM的光层板卡通常只能支撑1～2个光处理
维度和支路侧上下波维度两项。WSS模块是CDC-ROADM的基础单 功能单元，考虑到一个交换方向需要2块OAU单板、2块FIU单
元，并直接线路侧可支撑的交换方向。目前CDC-ROADM在线路侧 板、1块OSC单板、1块OPM单板以及双DWSS器件，因此每个方向
普遍采用的有MEM技术和液晶盒（liquid crystal cell）技术 需要占用单独1个子架，由此占用大量的机房空间，特别是站点
来实现1×N的线路WSS模块。 方向增多后，机房空间将严重不足。
MEM技术最早被光交换机采用，主要用于短距数据中心互
图4 CDC-ROADM的光层板卡数量众多
联，只能进行光纤端口交换，无法对具体波长进行重新分配和
单独路由。后来，通过在MEM结构前加入衍射光栅，将端口进
来的波长组细分后通过MEM进行反射，通过电压控制MEM反射镜
角度，进而实现波长的反射偏移，由此也能实现波长路由，但
是由于MEM的最小映射单元是端口，所以无法支持flex-grid应
用。
液晶盒技术则能够支持flex-grid，其结构有一个光学平面
接收经过衍射光栅分开的细分光线。如图3所示，衍射光线前向
透射经过液晶盒，光学平面上分布有液晶点阵用于控制波长方
向。液晶盒通过施加电压控制液晶点阵的偏振态，进而控制光
线前进的路径。由于光仅有2个偏振态，所以单层液晶盒的液晶 3、连纤复杂，难运维
点阵仅能实现2个方向光路由（P1和P2）。对于一个1×9维度的 CDC-ROADM的线路端口和支路端口的连接完全靠光纤，需要
交换矩阵，需要5层的液晶点阵面级联，器件厚且体积大，而且 按业务增加逐一手动连接光纤。
多级级联造成的传输插损也大。此外，光线在液晶盒中透射向 CDC-ROADM连纤的复杂度如图5所示，反映了随着交换维
度增加机房光纤布放的复杂程度。如图5（a）和图5（b）所
图3 液晶盒偏振态波长路由原理 示，对于一个8维的CDC-ROADM，其线路端口的连纤数量达到112
根，而支路侧本地上下的连纤数量达到768根而对于16维的CDC-
ROADM，线路侧和支路侧的连纤数量将分别达到480根和1536
根。按照通常一般工程人员会产生5%的连纤错误评估，维以上
的CDC-ROADM已经非常难以运维和管理了。而且随着交换维度不
断增加，光纤连接越来越多，设备连接越来越复杂，导致原先
的连接线路无法重置，资源浪费，错误难以排查，新增方向操
作困难，给机房光层运维带来极大的挑战图5（c）所示为典型
的机房连纤照片，可见相关的运维工作几乎是难以展开的。
图5 CDC-ROADM连纤的复杂度
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