A evolução do ROADM está sendo impulsionada por várias inovações, que incluem desenvolvimentos em nível de componentes relacionados com o interruptor seletivo de comprimento de onda (WSS), amplificadores, canal supervisório óptico (OSC), monitoramento de canal óptico (OCM) e reflectômetro óptico de domínio do tempo (OTDR).
Outras inovações estão relacionadas aos fatores de forma ROADM, com forma de chassis, e software para controle de ligações. Mas quais são os benefícios dessas inovações para as operadoras de redes ópticas? Elas proporcionam aos fabricantes benefícios por meio de sete vetores.
1- Capacidade de alcance de comprimento de onda do transceptor coerente aprimorado
O desempenho do ROADM está evoluindo para ajudar a maximizar o binômio capacidade-alcance do comprimento de onda coerente do transceptor com reduções correspondentes no custo do transceptor por bit, no consumo de energia e no espaço ocupado. Os ROADMs de rede flexível, primeiro com granularidade de 12,5 GHz e, mais recentemente, com granularidade de 6,25 GHz, juntamente com filtros de adição/extração sem-rede/sem-cor e filtros fixos de banda larga de passagem, estão permitindo taxas de transmissão cada vez mais elevadas.
Uma segunda evolução é a melhoria da capacidade de equipar ROADMs em cascata, permitindo mais WSS no caminho do comprimento de onda. Uma terceira está nas melhorias no ganho e no ruído do amplificador que possibilitada tanto pela evolução da tecnologia do amplificador como pelas arquiteturas ROADM-/node-on-a-blade.
A redução do ruído do amplificador permite uma modulação de ordem superior para o mesmo requisito de alcance.
Um outro fator essencial adicional para a maximização do desempenho do transceptor é a evolução para o controle automatizado de ligações baseado na relação sinal/ruído óptico generalizada (GOSNR). Outras melhorias de desempenho vêm da adição de equalização de ganho dinâmica (DGE) para otimização de potência do comprimento de onda em amplificadores de linha (ILAs).
2- Aumento da Capacidade de Fibra
Além das melhorias na eficiência espectral do transceptor habilitadas pelas melhorias no desempenho do amplificador, na cascatabilidade, e no controle de ligações descritas anteriormente, os ROADMs também estão evoluindo para maximizar a capacidade total da fibra. O espectro disponível em cada fibra evoluiu para 4.800 GHz com a banda C alargada, 6.000 GHz com a super banda C e 9.600 GHz com C + L, aumentando para 11.200 GHz com super-C + super-L.
3- Mais adição/extração e grau de flexibilidade
Os ROADMs também se tornaram mais flexíveis tanto em termos de adição/ extração de sinais como de número de graus. A adição/extração evoluiu para estruturas sem-cor/sem-direção (CD) com MxN WSSs. As estruturas sem-cor/sem-direção/livre-de-contenção (CDC) evoluíram com interruptores multicast (multidifusão) (MCSs) não amplificados de baixo número de portas, MCSs amplificados de alto números de portas e MxN WSSs sem contenção, cada um fornecendo diferentes opções para custo e escalabilidade do CDC.
A adição/extração fixa para altas taxas Baud também é uma opção com a recente disponibilidade de filtros fixos de banda larga de passagem. As contagens de portas do WSS evoluíram para mais de 30, com 48 portas e até 60 portas provavelmente disponíveis no futuro. Isso fornece a opção de oferecer suporte a nós com um grande número de ligações/nós adjacentes em locais de hub e proporciona outra opção para dimensionar a capacidade com múltiplas ligações de fibra paralelas. Os WSSs de alto número de portas também permitem a escalabilidade de adição/extração de CD e CDC.
4- Área reduzida
Área reduzida
A área ocupada pelo ROADM tem diminuído drasticamente. Isso foi possível graças à redução do tamanho dos principais componentes do ROADM, incluindo WSSs e amplificadores, e à disponibilidade de funções tais como OSC e OTDR, e como plugáveis SFP. Isso também foi possível graças à evolução para WSSs duplos e quádruplos em uma única unidade, bem como pela mudança para arquiteturas ROADM-on-a-blade.
Além disso, foi possível graças à disponibilidade de plataformas modulares compactas com 600 mm de profundidade. Por exemplo, em ~2005-2010, os ROADMs de longa distância normalmente exigiam cerca de 6RU por grau, enquanto os ROADMs metropolitanos eram de cerca de 3RU por grau.
As modernas plataformas modulares compactas podem agora fornecer dois graus ROADM em 1RU. As arquiteturas node-on-a-blade, com dois ou mais graus ROADM em um único módulo, permitirão configurações ainda mais densas, com quatro graus ROADM em 1RU.
5- Maior abertura
Com benefícios que incluem inovação acelerada, redes otimizadas, e economia transformada, muitas operadoras de rede estão adotando redes ópticas abertas. Os ROADMs estão, portanto, se tornando mais abertos. Com OCMs integrados, atenuação baseada em WSS, e controle de ligação compatível com comprimentos de onda alien, simplificam o suporte a comprimentos de onda fornecidos por equipamento de terceiros, enquanto os recursos de rede flexível também fornecem um caminho para os serviços de espectro. Interfaces de gerenciamento tais como TL1 e SNMP evoluíram para APIs abertas (NETCONF, RESTCONF, gRPC, gNMI) com Open ROADM e, no futuro, OpenConfig, modelos de dados YANG.
O OPEN ROADM MSA tem fornecido padrões para interoperabilidade de linha entre ROADMs de CD metropolitano de diferentes fornecedores, com especificações que abrangem o controlador de domínio SDN, controle de ligações, níveis de potência óptica, segurança dos lasers, monitoramento de desempenho, detecção de falhas e OSC (1 GbE, LLDP, negociação automática de Ethernet).
6- Operações e capacidade de gerenciamentos aprimorados
Uma série de inovações atende à necessidade de reduzir os custos operacionais e de melhorar a capacidade de gerenciamento. Estas incluem a adoção de plataformas modulares compactas de vários transportes para todas as aplicações, desde o edge metropolitano até a longa distância e submarina. A instalação foi simplificada com provisionamento zero-touch (sem toque), verificação e descoberta automática de cabeamento, descoberta automática de transponder/muxponder, módulos de roteador e amplificadores de ganho comutáveis.
O controle de ligações de alto desempenho já não requer planejamento e configuração complexos. As sondas coerentes permitem que os caminhos de comprimento de onda sejam caracterizados e validados antes que os transceptores sejam instalados e provisionados. Outros aprimoramentos de gerenciamento incluem streaming de telemetria (em fluxo), OCMs coerentes de alta resolução e OTDR integrado, incluindo OTDR coerente.
7- Maior disponibilidade de rede
Os períodos de restauração óptica estão evoluindo de minutos para segundos com balanceamento de energia mais rápido habilitado pelo controle de ligação aprimorado. O OTDR integrado permitiu a localização rápida de cortes de fibras, com o OTDR coerente estendendo isso a longas fibras submarinas com repetidores, ao mesmo tempo em que fornece o potencial para alerta antecipado de cortes de fibras terrestres. As fontes de ruído de emissão espontânea amplificada (ASE) permitem redes C+L mais resilientes, incluindo uma recuperação mais rápida após falhas.
A verificação dos cabos também pode reduzir significativamente os erros de cabeamento. Para cenários de anel e malha protegidos que exigem separação total de grau, o modular compacto e o ROADM-on-a-blade reduzem a desvantagem da distância para colocar cada grau ROADM em sua própria prateleira. O node-on-a-blade também pode aumentar a disponibilidade da rede em cenários de cadeia linear desprotegidos, reduzindo o número de componentes em cada nó intermediário, reduzindo assim o risco de uma falha de um componente com impacto sobre o serviço.
Assim, para resumir, impulsionada pelos exigências de evolução da transmissão coerente e pela tendência para redes ópticas abertas, a tecnologia ROADM continua a evoluir ao longo desses sete vetores que, juntos, estão permitindo reduções significativas no custo total de propriedade das redes ópticas.
Paul Momtahan, Diretor de Marketing de Soluções da Infinera.
