광 네트워크-ROADM

레거시 광 네트워크는 광 네트워크를 통해 데이터를 전송하기 위해 SDH / SONET 기술을 배포합니다. 이러한 네트워크는 계획하고 엔지니어링하기가 비교적 쉽습니다. 새로운 네트워크 요소를 네트워크에 쉽게 추가 할 수 있습니다. 정적 WDM 네트워크는 특히 메트로 네트워크에서 장비에 대한 투자가 덜 필요할 수 있습니다. 그러나 엔지니어링 규칙과 확장 성이 매우 복잡하기 때문에 이러한 네트워크의 계획 및 유지 관리는 악몽이 될 수 있습니다.

대역폭과 파장은 미리 할당되어야합니다. 파장이 그룹으로 묶여 있고 모든 그룹이 모든 노드에서 종료되는 것은 아니므로 특정 파장에 대한 액세스는 특정 사이트에서 불가능할 수 있습니다. 네트워크 확장은 새로운 광-전기-광학 재생 및 증폭기 또는 최소한 기존 사이트에서 전력 조정이 필요할 수 있습니다. 정적 WDM 네트워크 운영은 인력 집약적입니다.

네트워크 및 대역폭 계획은 과거의 SDH / SONET 네트워크 에서처럼 쉬워야합니다. 예를 들어, STM-16 또는 OC-48과 같이 주어진 링 대역폭 내에서 각 노드는 필요한만큼의 대역폭을 제공 할 수 있습니다.

모든 ADM에서 전체 대역폭에 대한 액세스가 가능했습니다. 예를 들어, 기존 링에 새로운 노드를 도입하는 것과 같은 네트워크 확장은 비교적 쉬웠으며 기존 노드의 현장 방문이 필요하지 않았습니다. 왼쪽의 네트워크 다이어그램은이를 보여줍니다. 디지털 교차 연결 시스템은 여러 광학 SDH / SONET 링과 연결됩니다.

재구성 가능한 광 네트워크는 다르게 작동합니다. 대역폭은 주문형으로 계획 할 수 있으며 이제 광 전력이 WDM 채널별로 관리되므로 도달 범위가 최적화됩니다. 확장 성이 크게 향상됩니다.

이러한 재구성 가능한 광 네트워크를 가능하게하는 핵심 요소는 Reconfigurable Optical Add-drop Multiplexer (ROADM). 소프트웨어에서 클릭 한 번으로 광학 파장을 클라이언트 인터페이스로 리디렉션 할 수 있습니다. 다른 트래픽은 이로 인해 영향을받지 않습니다. 이 모든 것은 필터 또는 기타 장비를 설치하기 위해 각 사이트로 트럭을 굴릴 필요없이 달성됩니다.

ROADM이있는 재구성 가능한 WDM 네트워크

정적 WDM 엔지니어링 규칙 및 확장 성은 매우 복잡 할 수 있습니다 (모든 노드의 OADM).

대역폭 및 파장 사전 할당
고정 필터 구조에 대한 마진 할당
불충분 한 전력 관리
네트워크 확장에는 OEO (Optical-Electrical-Optical) 재생이 필요합니다.

SDH / SONET 네트워크는 계획하기 쉽습니다.

모든 ADM에서 전체 대역폭에 액세스
쉬운 엔지니어링 규칙 (단일 홉만 해당)
새로운 네트워크 요소를 쉽게 추가

재구성 가능한 광학 레이어는 다음을 가능하게합니다.

주문형 대역폭 계획
WDM 채널 별 전원 관리로 인해 확장 된 투명 범위
무중단 확장 성

정적 광자 층은 별도의 광학 링으로 구성됩니다. 이러한 각 링에있는 여러 DWDM 시스템을 고려하십시오. 정보 나 데이터가 동일한 링에 남아있는 경우가 많으므로 문제가 없습니다. 그러나 데이터를 다른 광학 링으로 전달해야하는 경우 어떻게됩니까?

정적 시스템에서는 링 사이의 전환이 필요할 때마다 많은 수의 응답기가 필요합니다. 실제로 한 링에서 다른 링으로 전달되는 각 파장에는 네트워크의 각 측면에 하나씩 두 개의 트랜스 폰더가 필요합니다. 이 접근 방식은 대역폭 및 채널 할당을 고려할 때 많은 비용과 많은 초기 계획을 필요로합니다.

이제 동적 재구성 가능한 광자 레이어를 상상해 보겠습니다. 여기에는 두 개의 광학 링 사이의 인터페이스를 형성하는 단일 DWDM 시스템 만 있습니다. 결과적으로 트랜스 폰더 기반 재생이 사라지고 DWDM 시스템 수가 감소합니다. 전체 네트워크 설계가 단순화되고 파장이 이제 더 이상 방해없이 한 링에서 다른 링으로 이동할 수 있습니다.

모든 파장은 모든 링과 포트로 전파 될 수 있습니다. 코어에서 액세스 영역까지의 광 패스 스루를 사용하는 완전히 유연하고 확장 가능한 네트워크 설계의 핵심은 ROADM 및 GMPLS 컨트롤 플레인입니다.

ROADM을 통한 단순화

ROADM은 네트워크 및 서비스 제공 업체 또는 이동 통신사의 프로세스를 단순화합니다. 이 상호 작용은 이러한 단순화 중 일부를 요약합니다. 결국, 우리는 이러한 모든 이점이 시간 노력과 비용을 감소 시킨다는 것을 명심해야합니다. 그러나 더 중요한 것은 고객 만족도를 높이고 결과적으로 고객 충성도를 높일 수 있다는 것입니다.

ROADM을 사용하면 네트워크 계획이 크게 단순화됩니다. 창고에 보관해야하는 응답기의 수가 크게 줄어든 것을 고려하십시오.

예를 들어 네트워크에 새로운 파장을 설정할 때 설치 및 시운전은 훨씬 더 적은 노력이 필요하고 훨씬 덜 복잡합니다. 서비스 기술자는 응답기와 ROADM을 설치하기 위해 각 최종 사이트를 방문하기 만하면됩니다. 설치 작업 및 패치를 수행 할 수 있도록 각 중간 사이트를 방문해야하는 데 사용되는 고정 광학 추가 / 드롭 멀티플렉서 (FOADM).

동적 광 네트워크가 배치되면 운영 및 유지 보수가 크게 단순화됩니다. 광학 진단은 이전의 경우와 마찬가지로 몇 시간이 아닌 몇 분 안에 수행 할 수 있습니다. 트럭 롤을 외부 사이트로 트리거하는 대신 장애를 감지하고 동적으로 제거 할 수 있습니다.

조정 가능한 레이저와 무색 ROADM을 배치하면 섬유 공장의 유지 관리가 더 쉬워집니다. 이러한 기능을 사용하면 서비스 프로비저닝이 그 어느 때보 다 쉬워졌습니다. 설치 및 시운전 작업과 마찬가지로 네트워크 유지 관리 및 잠재적 인 업그레이드를 수행하는 것이 훨씬 쉽습니다.

ROADM 아키텍처

ROADM이 네트워크 설계 및 운영에 가져다주는 많은 이점은 이전 섹션에서 다루었습니다. 여기에 몇 가지 더 있습니다-

전체 DWDM 신호를 균등화하기위한 채널 별 전력 모니터링 및 레벨링
원격 네트워크 운영 센터에서 전체 트래픽 제어

그러나 지금까지 한 가지 질문에 대한 답이 없습니다. ROADM은 어떻게 작동합니까? 몇 가지 기본 사항을 살펴 보겠습니다.

ROADM은 일반적으로 파장 분할기와 파장 선택 스위치 (WSS)의 두 가지 주요 기능 요소로 구성됩니다. 위의 블록 다이어그램을 살펴보십시오. 네트워크 인터페이스 1 번의 광섬유 쌍이 ROADM 모듈과 연결되어 있습니다.

(네트워크에서) 들어오는 데이터를 전달하는 광섬유가 파장 분할기로 공급됩니다. 이제 모든 파장을 스플리터의 모든 출력 포트에서 사용할 수 있습니다 (이 경우 8). 로컬 추가 / 드롭 트래픽 (파장)은 AWG (Arrayed Waveguide Filter)를 사용하여 다중화 / 역 다중화 될 수 있습니다. AWG를 사용하는 것은 고정 된 파장 할당 및 방향을 의미합니다.

WSS (Wavelength Selective Switch)는 다양한 파장을 선택적으로 결합하여 네트워크 인터페이스 # 1의 출력에 공급합니다. 나머지 스플리터 포트는 다른 네트워크 방향으로 연결됩니다 (예 : 4도 접합 노드에서 다른 세 방향).

Note−이 노드에서 네트워크 방향별로 그림 모듈 중 하나 (완전히 회색 상자)가 필요합니다. 또는 더 정확하게 말하면 : 4 개의 방향 (4도)을 제공하는 접합 노드에는 이러한 모듈 중 4 개가 필요합니다.

ROADM 심장 – WSS 모듈

왼쪽에서 들어오는 WDM 신호부터 시작하겠습니다. 그것은 상단의 광섬유를 통과하고 벌크 회절 격자로 향합니다. 이 벌크 회절 격자는 일종의 프리즘 역할을합니다. 각도의 변화는 매우 작지만 다양한 파장을 다른 방향으로 분리합니다. 분리 된 파장은 구형 미러에 부딪 히고 광선을 MEMS (Micro-Electro Mechanical System) 세트에 짧게 반사합니다. 각 마이크로 스위치는 서로 다른 파장에 부딪혀 구형 미러로 다시 전송됩니다.

거기에서 광선은 벌크 회절 격자로 반환되어 광섬유로 보내집니다. 그러나 이것은 이제 우리가 시작한 섬유와는 다른 섬유입니다. 단일 파장 출력 신호는 이것이 발생했음을 나타냅니다. 이 신호는 다른 단일 파장 신호와 결합되어 다른 전송 광섬유를 채울 수 있습니다.

사용 가능한 다양한 버전이 있습니다. 여기에있는 키워드는 무색, 무 방향성 등입니다.

ROADM – 학위, 무색, 무 방향 등

기간	설명
Degree	학위라는 용어는 지원되는 DWDM 라인 인터페이스의 수를 설명합니다. 2도 ROADM 노드는 두 개의 DWDM 라인 인터페이스를 지원합니다. 또한 모든 라인 인터페이스의 두 개의 추가 / 삭제 분기를 허용합니다.
Multi Degree	다단계 ROADM은 두 개 이상의 DWDM 라인 인터페이스를 지원합니다. 가능한 추가 / 삭제 분기 수는 WSS 포트 수에 의해 결정됩니다.
Colorless	무색 ROADM을 사용하면 모든 파장 또는 색상을 포트에 유연하게 할당 할 수 있습니다. 이 기능을 구현하려면 필터 모듈을 연결해야합니다.
Directionless	방향없는 ROADM은 전송 섬유의 물리적 재 연결이 필요하지 않습니다. 방향에 대한 제한이 제거됩니다. 방향없는 ROADM은 복원 목적 또는 서비스의 임시 재 라우팅을 위해 배포됩니다 (예 : 네트워크 유지 관리 또는 주문형 대역폭 요구 사항).
Contentionless	무 경쟁 ROADM은 ROADM에서 충돌하는 두 개의 동일한 파장의 잠재적 인 문제를 제거합니다.
Gridless	Gridless ROADM은 동일한 DWDM 신호로 다양한 ITU-T 채널 그리드를 지원합니다. 그리드 단위는 향후 전송 속도 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.

이러한 수준의 ROADM 접근 방식을 이해하기 위해 다음은 ROADM과 관련하여 자주 사용되는 몇 가지 주요 용어입니다.

무색

단순 ROADM은 각 방향에 대해 하나의 WSS로 구성되며 "1도"라고도합니다. 파장은 여전히 할당되고 고정 애드 / 드롭 트랜시버가 사용됩니다. 무색 ROADM은 이러한 제한을 제거합니다. 이러한 ROADM을 사용하면 모든 파장 또는 색상을 모든 포트에 할당 할 수 있습니다. 전체 설정이 소프트웨어로 제어되므로 트럭 롤이 필요하지 않습니다. 무색 기능을 구현하려면 필터 모듈을 구현해야합니다.

무 방향성

이것은 종종 "무색"이라는 용어와 함께 나타납니다. 방향이없는 디자인은 ROADM의 추가 제한을 제거합니다. 방향 (예 : 남쪽 또는 북쪽)과 관련하여 제한이 없으므로 방향없는 ROADM을 사용하면 전송 광섬유를 물리적으로 다시 연결할 필요가 없습니다.

무 경쟁

무색 및 방향성이 없지만 ROADM은 이미 뛰어난 유연성을 제공하며 동일한 주파수를 사용하는 두 파장이 여전히 ROADM에서 충돌 할 수 있습니다. 무 경쟁 ROADM은 이러한 차단을 방지하기 위해 전용 내부 구조를 제공합니다.

그리드리스

Gridless ROADM은 매우 조밀 한 파장 채널 그리드를 지원하며 향후 전송 속도 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다. 이 기능은 100Gbit / s 이상의 신호 속도와 하나의 네트워크 내에서 다른 변조 형식에 필요합니다.

방향이 없을 때

방향없는 ROADM은 모든 라인 인터페이스에서 지원되는 ITU 그리드에서 파장을 추가 / 삭제할 수 있으므로 가장 널리 퍼진 ROADM 설계입니다. 방향없는 전용 변형의 경우 추가 / 드롭 포트는 정의 된 파장에 따라 다릅니다. 무색 옵션을 사용하면 포트가 파장에 따라 달라지지 않을 수도 있습니다.

방향없는 기술은 대부분 복원 목적에 따라 파장을 다른 포트로 다시 라우팅하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 주문형 대역폭 상황에서 다른 애플리케이션도 가능합니다. 방향없는 기능을 지원하지 않는 ROADM은 유연성과 관련하여 몇 가지 제한 사항이 적용됩니다.

무색 일 때

무색 ROADM을 사용하면 물리적으로 다시 케이블을 연결하지 않고도 특정 광 채널의 파장을 변경할 수 있습니다. 무색 ROADM은 모든 추가 / 드롭 포트에서 지원되는 ITU 그리드의 파장을 추가 / 삭제하도록 재구성 할 수 있습니다. 추가 / 감소 된 파장은 변경 될 수 있습니다 (튜너 블 DWDM 인터페이스). 이것은-

파장 프로비저닝 및 파장 복원을위한 향상된 유연성
복원 전환, 방향 전환 및 색상 전환
조정 가능한 DWDM 라인 인터페이스와 결합 된 무색 추가 / 드롭 포트의 주요 이점은 파장 프로비저닝 및 파장 복원 목적을위한 향상된 유연성입니다. 요청 된 광 경로에서 다음 자유 파장으로 자동 조정.

광 네트워크를 완전히 자동화하는 마지막 부분 중 하나는 무색 ROADM을 배포하는 것입니다. 이러한 ROADM을 사용하면 모든 추가 / 드롭 포트에서 지원되는 ITU 그리드의 모든 파장을 추가 / 삭제할 수 있습니다. 튜너 블 트랜시버가 광 프런트 엔드로 사용됨에 따라 포트의 파장이 변경 될 수 있습니다.

파장 프로비저닝 및 복원이 이전보다 훨씬 쉬워졌습니다. 파장이 사용중인 경우 시스템은 자동으로 트랜시버를 사용 가능한 다음 사용 가능한 파장으로 조정할 수 있습니다. ROADM은 동일한 ROADM 노드 내에서 고정 및 무색 추가 / 삭제 기능을 사용하는 옵션을 제공합니다.

경쟁이 없을 때

무 경쟁 ROADM은 추가 / 삭제 포트에서 경합 그리드없이 모든 추가 / 삭제 포트에서 파장을 추가 / 삭제할 수 있습니다. 전용 파장 색상은 동일한 추가 / 삭제 분기에서 여러 번 (다른 DWDM 라인 인터페이스에서) 추가 / 삭제할 수 있습니다. 8 개의 애드 / 드롭 포트만 장착 된 경우 8 개의 애드 / 드롭 포트에서 8 개의 서로 다른 라인 방향에서 동일한 파장을 드롭 할 수 있어야합니다. 무료 추가 / 드롭 포트를 사용할 수있는 한 ROADM 노드는 모든 라인 인터페이스에서 모든 파장을 추가 / 삭제할 수 있어야합니다.

무색, 무 방향성 및 무 경쟁 기능 (CDC)의 조합은 최고의 유연성을 제공합니다.

그리드가 없을 때

Gridless ROADM 노드는 동일한 DWDM 신호 내에서 다른 ITU-T 채널 그리드를 지원합니다. 그리드 대역폭은 채널별로 프로비저닝 할 수 있습니다.

그리드리스 기능은 100Gbit / s 이상의 데이터 속도를 작동하는 네트워크 또는 다른 변조 방식으로 작동하는 네트워크에 필요합니다. 일관된 라인 인터페이스를 갖춘 차세대 네트워크를위한 것입니다. 데이터 속도에 따라 변조 방식과 데이터 속도에 따라 다른 파장 요구 사항이 필요합니다.

전송 속도가 높아지고 변조 방식이 점점 더 복잡해지고 있습니다. 이제 여러 변조 기술이 단일 광섬유에서 혼합 될 수 있습니다. 이 모든 것은 ROADM 기술을 반영하고 그리드없는 ROADM에 대한 요구 사항을 생성합니다. 이러한 ROADM은 고밀도 주파수 그리드에서 작동하며 채널당 대역폭 프로비저닝을 허용합니다. 데이터 채널은 이제 변조 방식과 데이터 속도에 따라 다양한 파장 요구 사항을 요구합니다.

일반적인 애플리케이션은 100Gbit / s 이상의 데이터 속도로 작동하거나 다른 변조 방식을 병렬로 실행하는 네트워크입니다. 예를 들어, 후자의 상황은 일관된 전송 기술을 배포 할 때 쉽게 존재할 수 있습니다.