0 引言

20世纪70年代，激光器和光纤技术相继有了重大突破，使得光纤通信的应用变成可能。美国贝尔研究所发明了低损耗光纤制作法（CVD法，汽相沉积法），使光纤损耗降低到1 dB/km；1977年，贝尔研究所和日本电报电话公司几乎同时研制成功寿命达100万小时的半导体激光器，从而有了真正实用的激光器。1977年，世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用，速率为45 Mbit/s。

光纤通信的引入让传输的容量得到几何级的增长，带动了通信产业应用的快速发展。随着网络运营者对DWDM网络管理和调度灵活性要求的提高，在21世纪初，ROADM架构得到商业部署。其架构从第1代的二维ROADM系统，到第2代多维ROADM系统，到第3代集成了穿通层、上下路层及光通道格栅的可重构性为一体的PXC（Photonic CrossConnect System）系统，其灵活度越来越高，实现了光通道层的任意到任意的交叉调度。

ROADM以其灵活调度、交换容量大、时延低、功耗低等特点越来越受到运营商和企业客户的青睐；弹性栅格ROADM是迈向100G+和超级通道的必要条件，而控制平面及SDN的引入让ROADM网更加健壮，管理更加灵活，更易于实现多厂商互操作，让解耦型的OPEN ROADM成为可能。ROADM技术在欧美运营商及企业客户中已经成熟商用多年，近几年国内运营商开始进行ROADM的现网实验和商用部署。

1 ROADM的可重构性的发展

1.1 第1代ROADM 2维度可重构架构

2001开始首次实现商业化的ROADM 技术是波长阻断器（WB）技术，其工作原理如图1所示，通过分光器把所有波长信号都按功率分为2束，一束经过WB 模块，另一束则传到下行滤波器，将选定的信号在本地下路，实现波长选收。技术已经很成熟，在上/下路波长数目不多时，其具有结构简单、成本低、模块化程度高等优点。

图1 基于WB技术的ROADM架构

2003 年前后，出现了基于平面光波导回路（PLC） 技术，通过集成波导技术，将解复用器（通常是AWG）、1×2 或2×2光开关、VOA、分光器及复用器等集成在一块芯片上，提高了ROADM 的集成度，降低了系统成本。其功能如图2所示。

图2 基于PLC技术的ROADM架构示意图

2个维度的ROADM，适用于简单的链状或环状组网，技术特点为：从一个方向光纤来的多波长信号首先通过分光器分成直通和下路两部分，直通部分经解波去掉下路波长后与上路多波长合波输出。本地可方便地重构上/下路波长，从而避免O/E/O 的转换，节省相关费用。这也有助于减少时延，提供透明的比特率，有利于网络的规划、管理和维护。

1.2 第2代ROADM 多维度可重构架构

2个维度以上互连的ROADM架构能够完成2个以上方向或自由度互连，可以满足组多个环网或者网状网的需求，核心器件是波长选择开关（WSS——wavelength Selective Switch）。WSS 最大的特点是每个波长都可以被独立地交换。多端口的WSS 模块能独立地将任意波长分配到任意路径，因此基于WSS 技术的ROADM具有多个自由度，可实现Mesh 网络互联。