近兩年來，5G 成為全世界的聚焦點，它以高速率、廣連接和低時延為特征。無線通信技術已經成就了 5G 的前兩項特征，然而，5G 通信的時延與支撐無線基站的光纖網絡有關。終端設備的高速率和廣連接，耗盡了光纖通信系統的帶寬，導致更多的時延。光纖網絡有待升級，重點在城域網的升級。基于成本考慮，現有的城域網主要是基于 CWDM 和 FOADM（固定光分叉復用器）技術，為了升級網絡，之前應用于骨干網中的 DWDM 和 ROADM（可重構光分叉復用器）技術，有望下沉至城域網。

全光網結構

為了提高光纖網絡的效率和運營成本，新一代的全光網 AON 應具有 SDN（軟件定義網絡）功能，SDN 網絡可通過軟件設置來重構，免于人工操作。ROADM 是實現 SDN 網絡的關鍵設備，如圖 1 所示。基于 ROADM 的全光網包括三層架構：長途網、城域網和接入網。長途網實現大城市之間的連接，通常建設成 MESH（網狀網）結構。城域網則通常采用光纖環網結構，隨著電信業務的多樣化和復雜化，城域網演進成多環結構，包括一個核心環網和多個邊緣環網。接入網由城域環網提供支持，并延伸到終端用戶附近。接入網與用戶之間的最后連接方式包括 FTTx（光纖到商務樓宇、學校和家庭，等等）和無線基站。

圖 1． 全光網結構

CDC－FROADM 是什么？

每個 ROADM 節點包含一個網絡節點接口（NNI）和一個用戶網絡接口（UNI）。NNI 互連來自／去往多個傳輸方向的 DWDM 信號，這些 DWDM 信號以波長粒度在各傳輸方向之間切換。UNI 以波長粒度下載目的地為本節點的信號，并從本節點上傳信號。為了實現無阻塞的波長交換和上／下載，新一代 ROADM 節點要求具有無色、無方向性和無競爭（CDC ROADM）的特點。

考慮一個 8 維 ROADM 節點，每個傳輸方向有 80 個 DWDM 信道，因此節點處需要處理的總波長數為 8×80＝640 個。然而根據統計，在每個 ROADM 節點的 UNI 側需要上／下載處理的波長數一般小于總數的 20％，大多數波長僅在 NNI 側進行交換。因此 UNI 側配置 640×20％＝128 個上／下載端口數就足夠了。然而，只準備 20％的上／下載端口，要求每個端口都是多面手，意味著每個上載或者下載端口能夠根據控制系統的安排，上載或者下載去往或者來自不同方向的不同波長（無色和無方向性），同時要求 UNI 側能夠同時下載來自不同方向的相同波長（無競爭）。

光纖中傳輸的信號，可能存在不同比特率。在高速傳輸系統中，因調制產生邊帶，不同比特率的信號需要不同的信道寬度。如圖 2 所示，比特率為 100G、400G 和 1T 的信號，分別需要 50GHz、75GHz 和 150GHz 的信道寬度，這與低速信號（≤25G）大不相同。低速信號通常占用信道寬度為 50GHz 或者 100GHz，取決于 DWDM 系統的設計，而非受限于信號的調制速率。

圖 2． 不同比特率的信號所需的信道寬度

為了適應即將到來的高速傳輸，DWDM 系統應具有超信道功能，信道寬度應該是可變的，可根據需要動態調整為 50GHz、75GHz、100GHz、150GHz，等等。超信道功能是系統設計語言，光學模塊設計人員通常用另一個詞“靈活帶寬”表述相同意思。

一個具備無色、無方向性和無競爭功能的 ROADM 節點，稱為 CDC ROADM，如果節點進一步支持靈活帶寬功能，則稱為 CDC－F ROADM。

即將到來的 5G 應用促進全光網的升級，作為全光網中的關鍵部分，ROADM 市場有望迎來快速增長，特別是在城域網中的應用。