《全光通信网》课件-第6章 OADM

2025/10/17《全光通信网》OXC的基本结构

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。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。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。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。第六章OADM2025/10/17《全光通信网》课堂主要内容一.OADM的基本概念二.OADM的结构分类与比较三.几种常用的OADM结构四.可重构的OADM(ROADM)理解理解2025/10/17《全光通信网》OADM(OpticalAdd-DropMultiplexer,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。

2025/10/17《全光通信网》OADM的基本功能ch31ch33ch35ch37ch31ch33ch37InputportSinglewavelengthaddportsSinglewavelengthdropportsOutputportch352025/10/17《全光通信网》本节点信息输入光纤

1

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4DEMMUX输出光纤

1

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4静态光分插复用器2025/10/17《全光通信网》本节点信息输入光纤

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4DEMMUX输出光纤

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4RXTX动态光分插复用器2025/10/17《全光通信网》OADM在网络中的位置(横向分层)

2025/10/17《全光通信网》中国高速信息示范网示意图2025/10/17《全光通信网》中国高速信息示范网实际结构图2025/10/17《全光通信网》OADM在网络中的位置(纵向分层)

2025/10/17《全光通信网》OADM的优越性：一个三节点的线性网络实例

插入/分下节点B节点C节点A光线路终端插入/分下节点B节点A节点C光分插复用器使用点到点WDM系统的解决方法

在节点B处使用一个OADM的解决方法

2025/10/17《全光通信网》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。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。OADM的主要性能2025/10/17《全光通信网》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。3）多种粒度的业务调度能力2025/10/17《全光通信网》

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。1＋1的保护倒换结构源端桥接保护通道工作通道目的端优收光耦合器光开关TXRX4）模块性

波长模块性2025/10/17《全光通信网》

OTN的复用映射结构OSC的位置ODU3OPU3OTU3[V]×1×1

客户信号ODU2OPU2OTU2[V]×1×1ODU1OPU1OTU1[V]×1×1×1OCCrOChr×1OCCrOChr×1OCCrOChr×1OCCOCh×1OCCOCh×1OCCOChOTS、OMS、OCh、COMMS、OH复用映射OTM-0.mOCG-nr.mOCG-n.mOTM-nr.mOTM-n.m×1×1×1×i×j×k×i×j×k1≤i+j+k≤nOSCOOS×1×1×1×1×1×1k=1对应2.5Gbit/sk=2对应10Gbit/sk=3对应40Gbit/s

客户信号

客户信号2025/10/17《全光通信网》分下输入光纤

1

2……

wDEMMUX

w

w

2

2

1

1插入输出光纤

1

2……

w1.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)OADM的结构2025/10/17《全光通信网》1.平行结构－－模块化方案分下输入光纤

1

2……

wDEMMUX波段4

1

2插入输出光纤

1

2……

w波段3波段2波段1

1

22025/10/17《全光通信网》

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。

(少量分下费用低，大量分下费用高)2.串联结构分下输入光纤

1

2……

w

1插入输出光纤

1

2……

w

22025/10/17《全光通信网》

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。

(相对来说，费用中等)分下输入光纤

1

2……

w插入输出光纤

1

2……

w

1

2

3

43.波段分下或插入2025/10/17《全光通信网》1.光开关型OADM几种常用的OADM结构(a)光开关输出信号输入信号解复用器复用器上路波长下路波长(b)光开关矩阵输出信号输入信号解复用器复用器上路波长下路波长......2025/10/17《全光通信网》

工作光纤光发射接收模块光上下路模块解复用器模块复用器模块光保护模块光保护模块光放大器模块光放大器模块保护光纤单向OADM节点内部结构2025/10/17《全光通信网》

双向OADM节点内部结构2025/10/17《全光通信网》

1550nm信号1510nm信号EDFAMUX/DEMUXMUX/DEMUXEDFA光保护版OPU光保护版OPU1510nm信号分插模块上下传输速率2048kb/s光开关型OADM节点工作原理图2025/10/17《全光通信网》InputOutputAWGSWSWSWDropAddOutputAddDropInputAWG2.阵列波导光栅型OADM2025/10/17《全光通信网》

22λ1λ2λ4λ3λ1λ2λ3λ4222222AWGλ1λ4λ1λ4λ1λ2λ4λ3单个AWG环回OADM结构2025/10/17《全光通信网》单个AWG双向解复用-复用OADM方案2025/10/17《全光通信网》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。

123AWG+光滤波器+光环形器的双向OADM结构2025/10/17《全光通信网》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。2025/10/17《全光通信网》2025/10/17《全光通信网》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。

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。2025/10/17《全光通信网》基于FBG的新型4波OADM结构2025/10/17《全光通信网》基于FBG的新型n混合波OADM结构2025/10/17《全光通信网》基于FBG及MZI光开关的OADM2025/10/17《全光通信网》基于MZI-FBG的OADM2025/10/17《全光通信网》ROADM（ReconfigurableOpticalAdd/dropMultiplexer）

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。可重构光分插复用器ROADMROADM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。2025/10/17《全光通信网》1.基于波长阻塞器的ROADM3dB分光器WB光耦合器接收光转发单元发送光转发单元InOutOAM1

N1

NDropAddWB：波长阻塞器（WavelengthBlocker）

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。2025/10/17《全光通信网》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。2025/10/17《全光通信网》2.基于平面光波导回路(PLC)的ROADMsplitter下路解复用InputOutput1N1NDropAddPLC

N

1上路复用解复用器复用器光开关平面光波导回路：PLC(PlanarLightwaveCircuits)

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。2025/10/17《全光通信网》WSS:WavelengthSelectiveSwitch，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。2025/10/17《全光通信网》WSS光耦合器接收光转发单元InOutOAMDropAddλ1-M基于WSS上路的ROADM结构3.基于波长选择开关(WSS)的ROADM2025/10/17《全光通信网》WSS用于下路，WDM信号经过WSS在Drop端口实现单波长下路，上路功能通过耦合器在输出端实现。在这种结构中WSS的输出端口除直通端口外其余的端口只选择单波长输出。

WSS光耦合器发送光转发单元InOutOAMDropAddλ1-M基于WSS下路的ROADM2025/10/17《全光通信网》基于WSS的ROADM的优缺点优点：结构简单，端口指配灵活，波长扩展及方向扩展性较好，易于过渡到OXC。缺点：上路类型节点成本较高，下路类型不支持业务广播功能。2025/10/17《全光通信