OADM有哪些类型？与WDM系统有何区别？

OADM的定义和功能

OADM（Optical Add-Drop Multiplexer）是一种光波分复用设备，它能够在不影响其他波长信道传输的情况下，选择性地下载或上传一个或多个波长信道。OADM设备是全光网络的关键节点设备之一，它在光域内实现了传统的电SDH分插复用在时域内完成的功能，具有透明性，可以处理任何格式和速率的信号。

OADM的工作原理

OADM的工作原理涉及到光分插复用器的核心实现功能，即上下路分插单元。这个单元能够从传输的多个波长中选择性地上下路某个波长信号，或者仅仅通过某个波长信号，但不影响其他波长信道的传输。MUX（复用器）将波长通道进行复用后传输至一根输出光纤，而DEMUX（解复用器）在输入光纤上将波长通道分离后传输至各个端口。这一重构过程可以通过光纤跳线或光开关实现。

OADM的应用

OADM（Optical Add-Drop Multiplexer，光分插复用器）在光通信网络中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：

 1、城域网和本地网中的应用

• 灵活的业务上下：OADM允许在不中断其他波长信号传输的情况下，选择性地添加或删除特定波长的光信号，这在城域网和本地网中非常重要。例如，在城域/本地网的建设中，可以在网络的核心层选取重要的骨干节点构建OADM环网，作为最高层的核心网络，它是话音、数据等业务的综合光传送平台，在业务的传送、调度、汇聚等方面起着至关重要的作用。
• 节省光纤资源：采用环形组网，不采用光纤直驱，大量节省宝贵的城域/本地光纤资源。
• 系统灵活可扩展：支持各种速率和信号格式的业务，提供透明的以波长为单位的业务调度，后期扩展新业务只需简单增加波长而不影响原有工作波长，极大地增强了网络的市场竞争能力。

2、在WDM（波分复用）全光网络中的应用

• 关键组件：OADM是WDM光网络的关键器件之一，其功能是从传输光路中有选择地上下本地接收和发送某些波长信道，同时不影响其它波长信道的传输。也就是说，OADM在光域内实现了传统的SDH（电同步数字层次结构）分插复用器在时域内完成的功能，而且具有透明性，可以处理任何格式和速率的信号，这一点比电ADM更优越。
• 提高网络灵活性：OADM设备在长途干线和城域网中均有用武之地。在干线应用中，OADM是有上下业务的中间节点的首选设备。OADM应用的主战场是城域网，可以发挥其组网灵活、易于网络升级和扩大规模的优势，是城域网应用理想的多业务传输平台。

3、在OCDMA（光码分多址）全光网络中的应用

• OADM在OCDMA全光网络中也有应用，从其功能来看，它可以在OCDMA网络中实现特定波长信号的分插复用，有助于提高网络的灵活性和资源利用率。 

4、与其他设备配合使用

• 与OXC（光交叉连接）设备配合：光分插复用器OADM和光交叉连接(OXC)设备只将需要在节点下载的信息送入处理设备(包括ATM交换机、SDH交换机和IP路由器)，而不需要本节点处理的信息直接由光信道从本节点通过，从而大大提高节点处理信息的效率，克服处理节点必须对所有到达的IP包进行处理的缺点。
• 在OTN（光传送网）中的应用：OTN技术是在WDM的基础上，增加了在节点处理光波长信号和电信号功能的技术，属于节点技术。OADM在OTN中可以在光层面上添加或删除特定波长，提高网络灵活性。

OADM的类型

1、固定波长型 OADM

• 原理：这种类型的 OADM 有固定的波长分插复用功能。它内部的光学滤波器等元件被预先设定好，只能对特定的、固定的波长进行操作。例如，它可能被设计为只能分出和插入波长为 1550nm 和 1310nm 的光信号。这些波长是根据网络规划和应用需求预先确定的，在设备运行过程中不能轻易改变。
• 应用场景：在一些对网络结构和业务需求相对稳定的环境中比较适用。比如在一个小型的、业务类型固定的城域网接入部分，网络运营商明确知道本地用户只需要接入某几个固定波长承载的业务，如固定的语音业务波长和特定的数据业务波长，就可以使用固定波长型 OADM 来进行信号的分插复用，它的优点是成本相对较低，结构简单，可靠性高。
• 限制：灵活性较差，无法适应动态变化的网络业务需求。如果需要增加新的业务波长或者改变分插复用的波长，可能需要更换设备或者对设备进行复杂的硬件改造。

2、可重构波长型 OADM（ROADM）

• 原理：ROADM 是一种更为灵活的 OADM 类型。它可以通过软件控制或电信号控制等方式，动态地调整分插复用的波长。其内部通常包含可调节的光学滤波器、光开关等组件。例如，通过向设备发送控制指令，可以改变光学滤波器的中心波长，从而实现对不同波长光信号的分插复用。
• 应用场景：在大型的、复杂的、业务需求多变的网络环境中应用广泛。如在长途骨干光网络中，随着新业务的不断涌现（如 5G 网络切片业务、超高清视频业务等），需要不断调整光路中的波长资源分配。ROADM 可以在不中断现有业务的情况下，根据网络的动态需求灵活地插入新的业务波长或者重新分配现有波长承载的业务。在数据中心互联网络中，当数据流量的流向和类型发生变化时，ROADM 也能够快速调整波长配置，以适应高效的数据传输需求。
• 优势：具有很高的灵活性，能够提高网络的资源利用率和适应性。可以远程配置，方便网络运营商根据业务发展和网络优化的需求进行实时调整。
• 技术挑战：设备相对复杂，成本较高。同时，由于其动态可重构的特性，对控制软件和网络管理系统的要求也较高，需要具备准确的波长监测和精确的控制功能，以确保波长配置的准确性和网络的稳定性。

3、集成式 OADM

• 原理：集成式 OADM 将多个功能模块集成在一个设备中，除了基本的波长分插复用功能外，还可能包括光放大、光监测、色散补偿等功能。例如，它可以在分插复用光信号的同时，对信号进行放大，以补偿光信号在传输过程中的损耗，并且可以监测光信号的功率、波长偏移等参数。
• 应用场景：适用于对设备空间要求较高、希望减少设备间连接复杂性的网络环境。比如在一些紧凑的接入网机房或者移动基站的前传网络中，集成式 OADM 可以在有限的空间内完成多种光信号处理功能，简化网络设备布局。在海底光缆通信系统的中继站中，集成式 OADM 可以结合光放大等功能，在分插复用信号的同时保证光信号能够长距离传输。
• 优势：功能集成度高，可以有效减少设备数量和设备之间的连接链路，降低了网络的故障率和维护成本。能够提供更全面的光信号处理解决方案，提高了网络的整体性能。
• 缺点：一旦某个集成的功能模块出现故障，可能会影响整个设备的正常运行。而且由于集成了多种功能，设备的研发和生产成本相对较高。

OADM与WDM系统的区别

1、WDM系统

WDM（波分复用）系统是一种利用不同波长的光信号在同一根光纤中进行传输的技术。它通过将多个信号组合在一起，每个信号占据不同的波长，从而大大增加了光纤的传输容量。WDM系统通常包括解复用器（DEMUX）和复用器（MUX），它们负责将多个波长的信号分离和合并。

2、OADM系统

OADM（光分插复用器）是WDM系统中的一个重要组成部分，它允许在特定的节点上添加或删除特定波长的信号。OADM系统通常包括解复用器、光开关阵列和复用器。WDM信号首先进入解复用器，被分解为单个波长通道，然后通过光开关阵列进行有选择的上下路，最后复用器将所有波长合并为WDM信号输出。

3、区别

• 处理方式：传统的WDM系统中的分插复用设备（ADM）采用O-E-O的处理方式，对每个通道的信号都要单独处理，而OADM则是在光域层来管理网络容量，无需光电转换，因此不受电子处理速率瓶颈限制。
• 灵活性：OADM系统提供了更高的灵活性，可以根据网络需求动态地添加或删除波长通道，而传统的WDM系统则需要物理上重新配置设备来改变通道。
• 成本：由于OADM系统减少了对电子设备的依赖，因此在大规模部署时，可以降低总体成本。
• 技术发展：随着技术的进步，OADM系统的结构和性能不断优化，例如基于MEMS技术的微机械光开关和固态开光的出现，提高了光开关的速度和性能。

综上所述，OADM系统相较于传统的WDM系统，在处理方式、灵活性、成本和技术发展方面都有所优势。

OADM在城域网中的应用

OADM（Optical Add-Drop Multiplexer，光分插复用器）是一种关键的光网络设备，它在城域网中的应用主要体现在其高度的灵活性和适应性。OADM允许在DWDM（密集波分复用）环路中灵活地添加或分离特定波长的信号，从而实现网络的灵活组网和业务的灵活调度。

实现网络灵活组网的方式

在城域网中，OADM通过以下方式实现网络的灵活组网：

1. 多业务传输平台：OADM可以支持多种业务类型，如SDH、IP、ATM等，并且可以支持多种协议并存的环境。这使得OADM成为城域网中理想的多业务传输平台。
2. 灵活的组网模式：OADM可以构成多环、网格型、星型等城域网常用的组网模式，适合城域网新业务的开拓及业务的频繁调整。
3. 光层保护机制：OADM提供了光层保护机制，确保承载业务的可靠传输。这对于城域网来说尤为重要，因为它可以在网络出现故障时迅速恢复服务。
4. 模块化设计：OADM的模块化设计有助于降低投资成本，同时提高网络的可管理性。这种设计使得OADM可以根据实际需求快速调整和扩展，进一步增强了网络的灵活性。
5. 控制平面的引入：随着城域波分系统的发展，控制平面的引入提高了网络的可管理性。管理平台可以更加灵活方便地对业务进行管理和调度，这对于实现网络的灵活组网至关重要。

ROADM对比于FOADM的优势

1、ROADM与FOADM的对比

FOADM的局限性：FOADM（Fixed Optical Add-Drop Multiplexer）是一种固定波长信号传输设备，其主要特点是波长信号的传输通道固定，车辆只能走固定路线，波长信号的调度不够灵活，交叉路口不能随意走，波长信号的调度需人工调整光纤，车辆需按规划路线走。

2、ROADM的优势

相比之下，ROADM（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）技术则克服了FOADM的这些限制。ROADM可以远程对波长信号进行配置，动态指配每个波长信号的上路、下路或直通，实现波长信号的灵活调度，支持网状组网。ROADM的优点包括：

• 波长信号的任意指配：ROADM允许通过软件进行波长指配，实现业务、波长的调度，而FOADM的上下业务波长是固定的，不能通过网管配置。
• 波长信号多个方向的灵活调度：ROADM支持波长信号多个方向的灵活调度，而FOADM的波长信号传输通道固定，无法实现多方向的灵活调度。
• 降低运维成本：ROADM免去了大量的人工调整光纤，有效提高运维效率，降低运营成本。而FOADM需要人工调整光纤，增加了运维成本。
• 增强网络规划和施工的便利性：ROADM具有强大的节点重构能力，使得DWDM网络可以方便地重构，因此在网络遭遇突发事件需要重新规划时，能够快速响应，提高整个网络的效率。而FOADM一旦配置和建设完毕就不能对上下路的波长进行调整，站点升级会中断业务。
• 便于维护：ROADM常用的日常维护操作都可以远程通过网管进行，不需要派人去现场操作，从而提高工作效率，降低维护成本。而FOADM的维护操作需要现场进行，增加了维护难度和成本。

综上所述，ROADM相比于FOADM在波长信号的灵活调度、网络规划和施工的便利性、维护成本以及网络效率                      

总结

OADM通过其灵活的组网能力和对多种业务的支持，为城域网提供了一个高效、可靠且经济的解决方案随着光通信和数据中心的不断发展，OADM技术也在不断发展和完善。未来，OADM技术将更加智能化和自动化，可以实现更加高效的光信号调度和管理，从而满足不同应用场景下的需求。