Сообщение

Применение управляемых мультиплексоров ввода / вывода ROADM в DWDM-сетях

 
 orcid Былина Мария Сергеевна, orcid Шевцова Александра Андреевна

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича,
Санкт-Петербург, 193232, Российская Федерация

Исследование выполнено без привлечения внешних источников финансирования.

DOI 10.31854/2307-1303-2026-14-1-68-85

EDN MQPIJB

 Полный текст

XML JATS

Аннотация

Актуальность. Современные оптические транспортные сети OTN-DWDM имеют сложные топологии, в которых между любыми двумя узлами существует более одного маршрута. Для гибкого управления сетью и обеспечения ее надежной и бесперебойной работы необходима динамическая оптическая маршрутизация спектральных каналов. Маршруты спектральных каналов в сети OTN-DWDM создаются с помощью оптических мультиплексоров ввода / вывода (OADM). Пассивные OADM на основе оптических фильтров не позволяют изменить маршрут без физической замены оборудования, поэтому в современных сетях применяются реконфигурируемые OADM (ROADM), позволяющие динамически перестраивать маршруты каналов. Цель работы ‒ качественная оценка эффективности и целесообразности применения ROADM в сетях OTN-DWDM на основе сравнительного анализа их структурных схем и архитектур. Результаты: рассмотрены принципы работы и структурные схемы ROADM и их основных компонентов -- спектрально-селективных переключателей (WSS) для сетей DWDM с использованием фиксированных и гибких сеток спектральных каналов, проведен сравнительный анализ архитектур ROADM (Colored, Colorless, Directionless, Contentionless, Broadcast-and-Select, Route-and-Select), даны рекомендации по выбору архитектуры ROADM для транспортной сети OTN-DWDM. Практическая значимость: предлагаемые рекомендации по выбору архитектуры ROADM могут быть использованы при проектировании и модернизации сетей OTN-DWDM для снижения эксплуатационных затрат и повышения устойчивости сети.

Ключевые слова

технология спектрального уплотнения DWDM, оптическая транспортная сеть OTN, управляемый оптический мультиплексор ввода / вывода ROADM, спектрально-селективный переключатель WSS, Colorless Directionless Contentionless ROADM, архитектура Broadcast-and-Select, архитектура Route-and-Select

Библиографическая ссылка на статью

Былина М. С., Шевцова А. А. Применение управляемых мультиплексоров ввода / вывода ROADM в DWDM-сетях // Информационные технологии и телекоммуникации. 2026. Т. 14. № 1. С. 68‒85. DOI: 10.31854/2307-1303-2026-14-1-68-85. EDN: MQPIJB

Reference for citation

Bylina M., Shevtsova A. Application of Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexers in DWDM Networks // Telecom IT. 2026. Vol. 14. Iss. 1. PP. 68‒85. (in Russian). DOI: 10.31854/2307-1303-2026-14-1-68-85. EDN: MQPIJB

Литература

1. Трещиков В. Н., Листвин В. Н. DWDM-системы. М.: Техносфера, 2024. 476 с.

2. Springer Handbook of Optical Networks / Ed. by B. Mukherjee, I. Tomkos, M. Tornatore, P. J. Winzer, Y. Zhao. Cham: Springer, 2020. 1182 p. DOI: 10.1007/978-3-030-16250-4.

3. Kartalopoulos S. V. DWDM: Networks, Devices, and Technology. Hoboken: Wiley-IEEE Press, 2002. 487 p. DOI: 10.1109/9780470544440.

4. Chen Y.-K., Chang C. H., Yang Y. L., Kuo I. Y., Liang T. C. Mach--Zehnder Fiber-Grating-Based Fixed and Reconfigurable Multichannel Optical Add-Drop Multiplexers for DWDM Networks // Optics Communications. 1999. Vol. 169. Iss. 1--6. PP. 245--262. DOI: 10.1016/S0030-4018(99)00408-3. EDN: ADXUMB

5. Былина М. С., Глаголев С. Ф., Гоменица В. А., Фраз А. В., Цветков Д. А. и др. Принципы построения современных мультиплексоров ввода / вывода ROADM // Сборник научных статей XIII Международной научно-технической и научно-методической конференции «Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2024)» (27--28 февраля 2024 г., Санкт-Петербург): в 4 т. / под. ред. С. А. Брусиловского. Т. 1. СПб.: СПбГУТ, 2024. С. 146--151. EDN: HLBNRG

6. Tachikawa Y., Inoue Y., Ishii M., Nozawa T. Arrayed-Waveguide Grating Multiplexer with Loop-Back Optical Paths and Its Applications // Journal of Lightwave Technology. 1996. Vol. 14. Iss. 6. PP. 977--984. DOI: 10.1109/50.511597

7. Brückner V. Elements of Optical Networking: Basics and Practice of Glass Fiber Optical Data Communication. Wiesbaden: Springer Vieweg, 2024. 251 p.

8. Dlamini P. P., Isoe G. M., Grattan K. T. V., Rahman A. B. M., Leitch A. W. R., et al. Fibre Bragg Grating Based All Optical OADM for Flexible Spectrum Channel Reservation to Minimize Optical Crosstalk in WDM Optical Communication Networks // Proceedings of Southern African Telecommunication Networks and Applications Conference (SATNAC, Kwa-Zulu Natal, South Africa, 1--4 September 2019). Kwa-Zulu Natal, 2019. PP. 138--143.

9. Ma Y., Stewart L., Armstrong J., Clarke I. G., Baxter G. Recent Progress of Wavelength Selective Switch // Journal of Lightwave Technology. 2021. Vol. 39. Iss. 4. PP. 896--903. DOI: 10.1109/JLT.2020.3022375. EDN: IQHYYS

10. Thakulsukanant K. MEMS Technology for Optical Switching // Walailak Journal of Science and Technology. 2013. Vol. 10. Iss. 1. PP. 9--18. DOI: 10.2004/wjst.v10i1.390

11. Liu A.-Q. Photonic MEMS Devices: Design, Fabrication and Control. Boca Raton, FL: CRC Press, 2009. 483 p.

12. Frisken S., Baxter G., Abakoumov D., Zhou H., Clarke I., et al. Flexible and Grid-less Wavelength Selective Switch using LCOS Technology // Optical Fiber Communication Conference (OSA, 6--10 March 2011, Los Angeles, USA). 2011. DOI: 10.1364/OFC.2011.OTuM3

13. Optical Fiber Telecommunications. Vol. VIA. Components and Subsystems / Ed. by I. Kaminow, T. Li, A. E. Willner. Amsterdam: Academic Press: Elsevier, 2013. 794 p.

14. Wang M., Zong L., Mao L., Marquez A., Ye Y., et al. LCoS SLM Study and Its Application in Wavelength Selective Switch // Photonics. 2017. Vol. 4. Iss. 2. Art. 22. DOI: 10.3390/photonics4020022

15. Ji H., Shan Y., Mo Y. Chen Zh., Ma D. Optical Design of an LCoS-Based 1 × 10 WSS with High Coupling Efficiency and Compact Light Paths // Photonics. 2023. Vol. 10. Iss. 10. P. 1107. DOI: 10.3390/photonics10101107. EDN: CZEWMA

16. Handbook of Radio and Optical Networks Convergence / Ed. by T. Kawanishi. Singapore: Springer, 2024. 1723 p. DOI: 10.1007/978-981-97-2282-2

17. Way W. I., Ji P. N., Patel A. N. Wavelength Contention-Free via Optical Bypass within a Colorless and Directionless ROADM [Invited] // Journal of Optical Communications and Networking. 2013. Vol. 5. Iss. 10. PP. A220--A229. DOI: 10.1364/JOCN.5.00A220

18. Sakamaki Y., Kawai T., Fukutoku M. Next-generation Optical Switch Technologies for Realizing ROADM with More Flexible Functions // NTT Technical Review. 2014. Vol. 12. Iss. 1. PP. 37--41. DOI: 10.53829/ntr201401fa6

19. Jinno M., Sasaki R., Izumi T., Kitada M., Miyamura T., et al. Minimal-Hardware Colorless-Directionless ROADM Based on a Single Multi-Input-Port-WSS with Joint Switching // Journal of Optical Communications and Networking. 2026. Vol. 18. Iss. 3. PP. 195--205. DOI: 10.1364/jocn.580878. EDN: ELFAEM

20. Skorin-Kapov N., Pavón-Mariño P., Quagliotti M., Riccardi E., Napoli A., et al. A Broadcast-and-Select ROADM Architecture to Support Linear Hub-Ended Trees Using Point-to-Multipoint Coherent Transceivers [Invited] // Journal of Optical Communications and Networking. 2025. Vol. 17. Iss. 7. PP. C1--C10. DOI: 10.1364/JOCN.550101. EDN: OEJPKY

21. Yang R., Liu L., Yan S., Simeonidou D. A Programmable ROADM System for SDM/WDM Networks // Applied Sciences. 2021. Vol. 11. Iss. 9. P. 4195. DOI: 10.3390/app11094195. EDN: LZTQMC

22. Yamaguchi K., Ikuma Y., Nakajima M., Suzuki K., Itoh M., et al. M × N Wavelength Selective Switches Using Beam Splitting by Space Light Modulators // IEEE Photonics Journal. 2016. Vol. 8. Iss. 1. P. 7901708. DOI: 10.1109/JPHOT.2016.2527705.

23. Ikeda K., Suzuki K., Konoike R., Kawashima H. Silicon Photonics Wavelength Selective Switch with Unlimited Free Spectral Range // Journal of Lightwave Technology. 2020. Vol. 38. Iss. 12. PP. 3268--3275. DOI: 10.1109/JLT.2020.2989379. EDN: TDAJWW

24. Фокин В. Г., Ибрагимов Р. З. Гибкие оптические сети: учебное пособие для вузов. СПб.: Лань, 2022. 252 с.

 

cc-by Статья распространяется по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 License.

cc0  Метаданные статьи распространяются по лицензии CC0 1.0 Universal

 

 
войти

Авторизация