Optical Add/Drop

OADM光塞取多工機架構及應用

簡介

OADM(Optical Add/Drop Multiplexer)光塞取多工器是WDM（分波多工）光纖網路的關鍵技術之一，其功能是從傳輸光路中有選擇地上下本地接收和發送某些波長訊號，同時不影響其它波長信道的傳輸。也就是說，OADM在光纖內實現了傳統的SDH（同步數位階層）分波多工器在時域內完成的功能，而且具有透通性，可以處理任何格式和速率的信號，表現出其優越的穩定性。

OADM技術原理

一般的OADM節點可以用四埠模型（如圖一）來表示，基本功能包括三種：擷取（Drop）需要的波長信號，加入（Add）外傳的信號，使其它波長信號不受影響地通過。OADM具體的工作過程如下：從線路來的WDM信號包含N個波長信號，進入OADM的“MainInput”端，根據業務需求，從N個波長信號中，有選擇性地從擷取端（Drop）輸出所需的波長信號，相對地從加入端（Add）輸入所要傳送的波長信號。而其它與本地無關的波長信道就直接通過OADM，和外傳的信號多工在一起後，從OADM的線路輸出端（MainOutput）輸出。

圖一、OADM基本模型

OADM節點技術分類

光塞取多工器網路技術可分為兩種，固定式光塞取多工器(Fixed OADM，FOADM)與可重構式光塞取多工器(Reconfigurable OADM，ROADM)。

固定式光塞取多工器(FOADM)

FOADM以濾波器為主要元件，其功能為固定加入或擷取某些光波長。一般常見的FOADM主要可以分為三種，即薄膜濾鏡式(TFF type)、布拉格光纖光柵式(FBG type) 及陣列光波導式(AWG type)。

² TFF FOADM利用薄膜間折射率的不同而產生濾波的效果。

薄膜濾鏡式

² FBG FOADM利用布拉格光纖光柵的濾波效果，搭配兩個circulator即可成為FOADM。

布拉格光纖光柵式

² AWG FOADM一般是採用半導體的製程方式，將不同折射率的材質整合在平面基板上形成一平面波導，當不同的波長光源經過耦合後匯入入射端，因走的路徑長度不同，而對不同的波長造成不同的相位延遲，進而產生對某些波長在匯出端形成建設性或破壞性干涉，使得光波在匯出端，不同波長的會依照設計到達不同的通道上，進而達到FOADM的功能。

陣列光波導式

可重構式光塞取多工器(ROADM)

ROADM可以隨時配合網路分配的需要調整加入(Add)及卸下(Drop)的波長，亦即重新建構網路資源分配、滿足現代都會網路的彈性需求，因此ROADM的靈活特性，再加上光開關本質上的優勢，使得目前發展最快的ROADM是以光開關為主的ROADM (Switch-based OADM)。ROADM主要由光開關、解多工器和多工器所組成，Switch-based OADM，主要區分為波長獨立開關陣列與波長選擇開關兩種型式

(a) Type I 波長獨立開關陣列

(b) Type II 波長選擇開關

各式光塞取多工器之性能比較

OADM 網路應用

ROADM可適用於不同WDM的光纖網路環境

OADM於都會網路發展趨勢

1. 必須可任意選擇擷取、加入波長，才可充分利用有限的波長資源，能隨需要做節點擷取、加入訊號波長的調整，且具有遠端控制的功能。這種能提供光通訊網路動態重構能力的ROADM(Reconfigurable OADM)成為連接都會骨幹網路之關鍵裝置。而FOADM(Fixed OADM)則用於波長需求較小的都會網路接取部分，以降低成本。此外，ROADM使用到各類可調式雷射(Tunable Laser)、可調式濾波器(unable Filter)，或波長選擇光開關等元件。

2. 必須能將不相容的波長轉換為適合於都會骨幹網路傳輸的波長。因此，OADM需結合Transponder 或其他波長轉換功能元件。

3. 必須要能補償節點做擷取、加入等動作時的能量損失。因此，OADM 必須結合光放大器功能元件。

4. 波長訊號的相關規格，如：信號雜訊比(S/N)、波長訊號間的能量均衡等，都需符合網路需求。因而OADM必須結合可調式光衰減器(VOA)、色散補償模組(DCM)等元件。

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