1 导言
跟着以IP事务为主的数据事务迅速增长，对网络带宽的需求变得越来越高，一起对网络带宽的动态分配要求也越来越火急，要求网络向着高容量、智能化、动态可装备方向开展。DWDM体系中ROADM可便利的装备、可动态改动波长资源分配，可以满意动态可装备的事务需求，必将在DWDM体系中广泛运用。而光转发单元（OTU）是其间要害的部分，将非规范波长光信号改换成DWDM 规范波长光信号，并对波长通道进行功用监督和维护倒换，因而研讨其功用和完结问题具有重要的实用价值。
2 ROADM|0″>ROADM扼要介绍
光分插复用设备（OADM）是DWDM环网组成的根本单元，OADM在光域内完结了SDH中的ADM（分插复用器）在时域内完结的功用，选用OADM组网可以灵敏完结波长上下路，使网络具有动态重构和自愈功用，是未来全光网的重要设备之一。从功用视点来说，不管作为主干节点本地交流局节点仍是用户事务接入节点，OADM有必要供给以下首要功用：
（1）可以有挑选地按需上下路波长，每一次上下路波长都不影响直通波长，这一点确保了在不需求再生地情况下尽可能多得运用级联OADM。
（2）具有波长转化功用以完结开放式结构，使网络具有波长兼容和事务透明性，在上下路波长时可在承载本地事务的非规范波长与DWDM规范波长之间灵敏转化。
（3）具有功率均衡才能，有必要有才能有用操控直通波长和本地上下路波长的功率以补偿链路损耗。
（4）具有对波长进行办理和开支处理才能，可在远端或本地进行办理操控。
（5）满意光通讯对传输光信号的惯例要求，例如对最大信噪比OSNR，功率一致性和光损耗的要求等。
现在，从波长信道的上下路方法来看ROADM首要分为两大类：（1）开关型ROADM。上下路操作由光开关完结，输入光开关的是单波长（波段）信号，运用波长解复用器或波长光栅路由器(WGR)来完结解复用功用。该计划结构简略，操控简略，但损耗较大、本钱较高，且光开关的时延会形成数据的丢掉。(2)调谐型ROADM，即现在比较老练的“耦合单元＋滤波单元＋合波器”计划。输入滤波器的是多波长信号，其作业原理为：输入的多波长复用光信号被光耦合器分红若干部分，一部分送给动态信道均衡器（DCE），由其操控特定波长信道经过或堵塞并阻断的波长信道。经过可调谐滤波器下路到本地，而上路的波长信道则经过可调谐激光器发射后经过光耦合器复用进传输线路，DCE一起完结增益均衡功用。这种结构供给了最大的网络装备灵敏性。本文所介绍的OTU运用于此类体系中，在ROADM中的方位如图1所示：
整个ROADM体系首要由以下几大部分组成：线路处理部分，功用监控部分，分插复用部分，光转发单元和网元监控部分。其间，线路处理部分首要完结主光通道信号的功率放大、增益均衡和线路维护等处理功用；功用监控部分担任监测光纤线路上的多波长光信号，提取相关功用参数并上报给设备监控单元；分插复用部分担任对多波长光信号中若干单波长信号施行下路、直通、上路操作；转发单元OTU将客户层设备的非规范波长光信号改换成DWDM 规范波长光信号；网元监控部分担任对节点设备内各功用模块单元及环境条件施行监控，并对外供给网络办理接口。
3 OTU单元技能完结
OTU 单元是完结开放式WDM体系的要害。它将恣意规范的光信号转化至满意G.692要求的波长光信号，在DWDM 体系上传输。现在在光网络中OTU有光/ 电/ 光型和全光型，全光型OTU没有彻底到达商用水平，本文介绍的OTU归于光/ 电/ 光型。OTU首要有三个功用：一是在光信号恶化的情况下履行再生功用；二是波长的上下路；三是履行开支处理，由于OTU可以触摸电信号，所以它很简略进行开支处理。本规划支撑动态信道，因而选用可调谐器材，“可调谐滤波器＋可调谐激光器”组合完结。整个OTU单元包含传送、操控、通讯、电源、显现和接口等六个部分，其间首要是传送和操控部分。
操控部分单片机运用485串口和网管体系进行通讯，完结OTU单板初始化，波长通道功用数据收集，当时温度信息，告警信息的提取(包含输出光谱中心波长偏移越限，输出光信号丢掉，激光器温度越限，偏流越限，输入输出光功率越限等)，B1,J0字节提取,对可调谐激光器和可调谐滤波器的调谐操控等功用。
传送部分完结光通道的波长改换、功用监督、波长调谐等功用。OTU单元进行两路信号的处理：一路信号是用户侧SDH信号被OTU 单元接纳，经过收发模块接纳后转化成电信号，经电层的CDR和B1/J0模块处理，完结时钟数据康复和功用监测，然后经过线路侧的可调谐激光器转变为所需波长光信号送出端口；另一路是线路侧的信号经可调谐滤波器后得到所要下路的波长信号，然后经收发模块转变成电信号，在电层经过CDR和B1/J0模块后再经收发模块转化成光信号给用户侧。
3.1 可调谐激光器
网络侧上路恣意波长信号经过可调谐激光器完结。现在常见的可调谐激光器完结技能首要有以下几种：电流操控、温度操控和机械操控等类型。其间电流操控技能是经过改动注入电流完结波长的调谐，具有纳秒级调谐速度，较宽的调谐带宽，但输出功率较些温控技能激光器是经过改动激光器内的温度然后改动有源区折射率，然后改动激光器输出波长的。这种操控技能的缺陷是单个模块的调谐的宽度不宽，一般只要几个nm，并且调谐时刻比较长，一般需求几秒的调谐安稳时刻，因而这种激光器现在用在WDM体系中实用价值不大。根据温控技能的首要有DFB（散布反应）和DBR（散布布喇格反射）激光器。机械操控首要是根据MEMS（微机电体系）技能完结波长的挑选，具有较大的可调带宽、较高的输出功率。根据机械操控技能的首要有DFB（散布反应）、ECL（外腔激光器）和VCSEL（笔直腔外表发射激光器）等结构。
本规划选用的可调谐激光器选用SG-DBR（Sampled Grating Distributed Bragg Reflector采样光栅散布式布喇格反射激光器）结构，集成了1个SG-DBR激光器、1个电吸收外调制器（EAM）和1个SOA（半导体光放大器）放大器，一起还附加波长确定器，可选VOA（可调光衰减器）组件。经过改动前布喇格光栅区、相位调整区和后布喇格光栅区的电流来改动该区域的分子散布结构，然后改动布喇格光栅的周期特性。该集成光源可发生90个不同的波长信道，信道距离50GHZ，信道切换按捺输出功率小于-30dbm，波长切换时刻小于10ms，该器材经2.5Gbit/s、200km的光纤传输后的功率价值小于2dB并经过选用集成波长确定器处理了波长漂移问题。单片机经过232串行接口和激光器通讯，对其进行操控。
从现在开展趋势来看，可调谐激光器有巨大的运用远景，是现在光网络运用的一大热门，许多新老器材商纷繁投身于可调谐激光器的研讨和开发中，大多数可调谐激光器具有掩盖波长规模宽、较高的边模按捺比、带有波长确定功用和适于实用化的封装技能，一起可调谐激光器内部均带有操控电路，便于操控运用。因而从技能视点看可调谐激光器的开展日益老练，跟着价格的下降将代替固定波长传统激光器。
3.2 可调谐滤波器
传统的OADM体系有必要用波分复用器将一切波长别离独立，再经过电路操控挑选要下载的波长。这儿运用可调谐滤波器只需即将处理的波长挑选出来，无须对每一个波长别离设置光电转化及监测设备。
现在运用比较多的可调谐滤波器首要有声光可调谐滤波器（ATOF），光纤布喇格光栅（FBG），F-P腔干与仪，微机械式（MEMS），阵列波导式（AWG）等。它们首要的波长调谐手法有改动光栅通道长度，机械应力，声光效应，电光效应，热光效应，电压操控等。本规划选用的得可调谐滤波器是根据介质薄膜干与技能的，选用直流电压操控，可以线性调理，经过给一个外部驱动器加一个直流电压，就高速重复接连地履行滤波器调理，对整个C波段光波长信道进行滤波挑选接纳。直流电压经过单片机输入一个通道号给数模转化芯片转化得到。这儿波长转化速率小于60ms，调理差错+/-0.01nm，调谐规模30nm, 0.8nm距离串扰超越20dB。图3 是当单片机输出某通道号时在光谱分析仪上得到的某路波长的光谱图。
本规划选用的接连可编程时钟数据康复电路CDR支撑12.3MHz-2.7GHz的速率信号，运用I2C总线与单片机通讯，支撑STM-1/4/16,FEC,GbE,HDTV的格局信号。该CDR芯片可以完结对数据速率的主动确定，无需参阅时钟及额定操控，时钟提取速度很快，约在10ms左右。别的CDR模块还可以在输入信号丢掉或输入信号帧失步时告警。
别的，本OTU上装有温度传感器，实时取得当时温度，经过I2C总线和单片机进行通讯，由上层网管对各单盘设置温度门限，超温时报警并敞开电扇，由于电扇不用一向敞开，故减少了功率和噪声。
4 功用评价
与其他传统OADM中的光转发单元比起来，该OTU单元具有以下特色：①信道距离100GHz,根据需求可以扩大至64波，即50GHz,可以完结32波中恣意n个波长的灵敏上下；②具有共同的上下路波长的端口指配功用；③支撑链型、环型、十字穿插等组网；④具有很好的开放性，选用了先进的速率自适应光接口技能，可以支撑很宽的自适应速率规模，该体系中的OTU可以支撑的信号速率规模为100Mbit/s～2.7Gbit/s, 为多种异步事务供给波长转化，掩盖了从100Mbps、155Mbps、622Mbps、GE到2.5G bps等各种异步/同步速率、帧格局的事务，同一体系中的不同波长都可所以独立的速率和数据格局；⑤插入损耗低，信道隔离度高，转化效率高；⑥结构简略，便利晋级。
